Naučnici su koristili novu tehniku da ispitaju prirodu tamne energije nekih 10 milijardi godina u prošlost.
Nadaju se da će ih to približiti objašnjenju čudne sile koja, čini se, ubrzano razdvaja svemir.
Metoda se oslanja na svijetle, ali udaljene objekte poznate kao kvazari za mapiranje širenja oblaka vodikovog plina u svemiru.
3D distribucija ovih oblaka može se koristiti kao trag za utjecaj tamne energije kroz vrijeme.
Naučni rad koji opisuje pristup dostavljen je časopisu Astronomy & Astrophysics i postavljen na arXiv.org stranicu za preprint.
Autor je BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) tim, koji koristi 2.5 m Sloan Foundation Teleskop u Novom Meksiku, SAD, za posmatranje neba.
Za novi podaci međunarodne grupe se kaže da se vrlo dobro uklapaju u teoriju, potvrđujući ideje da tamna energija nije imala dominantnu ulogu u nastanku Univerzuma. Tada je gravitacija zapravo vladala, usporavajući kosmičku ekspanziju. Tek kasnije je tamna energija došla do izražaja.
"Mi znamo vrlo malo o tamnoj energiji, ali jedna od naših ideja je da je ona svojstvo samog prostora - kada imate više prostora, imate više energije", objasnio je dr. Matthew Pieri, član BOSS tima.
„Dakle, tamna energija je nešto što se vremenom povećava. Kako se svemir širi, to nam daje više prostora, a time i više energije, a u nekom trenutku tamna energija preuzima gravitaciju kako bi zaustavila usporavanje i pokrenula ubrzanje”, rekao je istraživač sa Univerziteta Portsmouth, UK, za BBC News.
Otkriće da se sve u kosmosu sada pomera sve brže i brže bilo je jedno od najvećih otkrića 20. veka. Ali naučnici su se uhvatili za novu fiziku kako bi pokušali da objasne ovaj izuzetan fenomen.
Brojne tehnike se koriste kako bi se pokušao steći neki uvid. Jedna se odnosi na takozvane barion akustične oscilacije.
Oni se odnose na talase vođene pritiskom koji su prošli kroz univerzum nakon Velikog praska i koji su kasnije postali zamrznuti u distribuciji materije nakon što se ohladila na dovoljan nivo.
Danas se te oscilacije pokazuju kao „poželjna skala“ u širenju galaksija – blagi višak u broju takvih objekata sa razmacima od 500 miliona svjetlosnih godina.
To je zapažanje koje se može koristiti kao neka vrsta standardnog ravnala za mjerenje geometrije kosmosa.
Tim BOSS-a je koristio 48,000 udaljenih kvazara za "pozadinsko osvjetljenje" i mapiranje distribucije oblaka vodikovog plina u ranom svemiruBOSS tim je to već uradio koristeći veliku količinu galaksija koje se protežu oko šest milijardi svjetlosnih godina od Zemlje. Ali na većim udaljenostima – a time i dublje u kosmičkom vremenu – ove standardne galaksije su jednostavno previše slabe da bi ih teleskop Sloan mogao vidjeti.
Umjesto toga, tim BOSS-a je koristio kvazare (kvazi-zvjezdani radio izvori) kako bi mu pomogao u mapiranju kosmosa.
Kvazari su udaljene galaksije u kojima masivna centralna crna rupa pokreće emisiju ogromne količine elektromagnetnog zračenja. Ovo je vidljivo Sloanu.
Misterije tamne energije i tamne materije
- Čini se da gravitacija koja djeluje na velikim udaljenostima ne objašnjava ono što astronomi vide
- Galaksije bi se, na primjer, trebale razletjeti; neka druga masa mora da ih drži zajedno
- Astrofizičari su tako postulirali "tamnu materiju" - nevidljivu za nas, ali jasno koja djeluje na galaktičkim skalama
- Na najvećim udaljenostima, širenje Univerzuma se ubrzava
- Tako imamo i "tamnu energiju" koja djeluje da pokreće ekspanziju, u suprotnosti s gravitacijom
- Trenutna teorija kaže da je 73% svemira tamna energija, 23% tamna materija, a samo 4% materija koju dobro poznajemo.
- BBC Universe: Tamna materija
- BBC Universe: Tamna energija
Kako svjetlost kvazara putuje kroz svemir prema Zemlji, ona prolazi kroz oblake plinovitog vodonika.
Dio svjetlosti se apsorbira na vrlo karakterističan način, a obrazac apsorpcije odaje kako gustoća plina varira s udaljenosti duž linije vida do teleskopa.
Posmatrajući skoro 50,000 blisko raspoređenih kvazara, tim BOSS-a je sada mogao da napravi detaljnu 3D mapu distribucije oblaka vodoničnog gasa koji dosežu 11 milijardi svetlosnih godina od nas, i da zabeleži epohu samo dve milijarde godina nakon samog Velikog praska.
„Svaka linija vida može imati nekoliko stotina oblaka, tako da sa 48,000 kvazara imamo mnogo miliona ovih oblaka“, rekao je kolega iz Portsmoutha, profesor Bob Nichol.
„Onda ono što radimo je da zauzmemo njihove 3D pozicije i pogledamo kako su grupisani, i kažemo, 'da li postoji poželjna skala u ovom grupisanju?'” I, gle, ima, baš kao što postoji i klastering? preferirani razmjer u grupisanju obližnjih galaksija.”
BOSS karte omogućavaju naučnicima da provjere tempo širenja u različitim kosmološkim epohama, pomažući im da utvrde da li se gravitacija i tamna energija ponašaju kako teorija predviđa.
“Ono što u osnovi potvrđujemo je ova lijepa analogija s rolerkosterom,” rekao je dr Pieri. „Od Velikog praska, širenje Univerzuma se usporavalo, a onda smo se popeli na brdo prije otprilike sedam milijardi godina, i bilo je kao da je nešto stavilo nogu na pedalu i došlo je do ubrzanja.”
BOSS je do sada samo trećina svog rada. Cilj u narednih nekoliko godina je mapirati lokacije milion i po galaksija i više od 160,000 kvazara.
- Prije istraživanja koje je dobilo Nobelovu nagradu 1998., pretpostavljalo se da gravitacija usporava ekspanziju svemira nakon Velikog praska.
- Sada naučnici kažu da se ekspanzija – daleko od usporavanja – ubrzava, gurajući galaksije sve brže i brže
- BOSS tim je pratio udio tamne energije u ekspanziji tokom više od 10 milijardi godina kosmičke istorije
(BBC)
