Godine 1929. Edwin Hubble zauvijek je promijenio naše razumijevanje kosmosa pokazavši da je Svemir u stanju ekspanzije. Do devedesetih astronomi su utvrdili da brzina kojom se povećava zapravo ubrzava, što je zauzvrat dovelo do teorije o "Mračnoj energiji". Od tog vremena astronomi i fizičari pokušavali su utvrditi postojanje ove sile mjerenjem utjecaja koji ona ima na kosmos.
Najnovija u ovim naporima dolazi iz Sloan Digital Sky Survey III (SDSS III), gdje je međunarodni tim istraživača objavio da su završili s stvaranjem najpreciznijih mjerenja Svemira do danas. Poznato i pod nazivom Baryon oscilacijsko spektroskopsko istraživanje (BOSS), njihova mjerenja postavila su nova ograničenja u svojstvima Tamne energije.
Nova mjerenja predstavio je astronom sa sveučilišta Harvard Daniel Eisenstein na nedavnom sastanku Američkog astronomskog društva. Kao direktor Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), on i njegov tim proveli su posljednjih deset godina mjereći kosmos i periodične fluktuacije u gustoći normalne materije kako bi vidjeli kako su galaksije raspoređene po svemiru.
I nakon desetljeća istraživanja, tim BOSS-a uspio je izraditi trodimenzionalnu kartu kozmosa koja obuhvaća više od šest milijardi svjetlosnih godina. I dok su druga nedavna istraživanja izgledala dalje - na udaljenosti od 9 i 13 milijardi svjetlosnih godina - BOSS-ova karta jedinstvena je po tome što ima najveću točnost bilo koje kozmološke karte.
Zapravo, tim BOSS-a uspio je izmjeriti raspodjelu galaksija u kozmosu, i na udaljenosti od 6 milijardi svjetlosnih godina, na granici pogreške do sada neviđenih 1%. Određivanje prirode kozmičkih objekata na velikim daljinama nije lako pitanje, zbog efekata relativnosti. Kao što je dr. Eisenstein rekao za Space Magazine putem e-maila:
"Udaljenosti su dugogodišnji izazov u astronomiji. Dok ljudi često mogu prosuđivati udaljenost zbog našeg dvoglednog vida, galaksije izvan Mliječnog puta puno su predaleko da bi se to iskoristilo. A budući da galaksije dolaze u širokom rasponu unutarnjih veličina, teško je procijeniti njihovu udaljenost. To je poput gledanja daleke planine; prosudba njegove udaljenosti povezana je s prosudbom njegove visine. "
U prošlosti su astronomi vršili precizna mjerenja objekata unutar lokalnog svemira (tj. Planeta, susjednih zvijezda, zvjezdanih grozdova) oslanjajući se na sve, od radara do crvenog pomaka - stupanj pomaka valne duljine prema crvenom kraju spektar. Međutim, što je veća udaljenost objekta, to je veći stupanj neizvjesnosti.
I do sada, samo su objekti koji se nalaze nekoliko tisuća svjetlosnih godina od Zemlje - tj. Unutar galaksije Mliječni put - izmjerili svoje udaljenosti do granice od jednog postotnog pogreške. Kao najveći od četiri projekta koji čine Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), BOSS razdvaja činjenicu da se prvenstveno oslanja na mjerenje onoga što nazivamo "barionskim akustičkim oscilacijama" (BAO).
To su u biti suptilne periodične pukotine u raspodjeli vidljive barionske (tj. Normalne) materije u kozmosu. Daniel Eisenstein objasnio:
„BOSS mjeri širenje svemira na dva osnovna načina. Prva je upotreba barionskih akustičkih oscilacija (otuda i naziv ankete). Zvučni valovi koji putuju prvih 400.000 godina nakon Velikog praska stvaraju preferiranu ljestvicu za razdvajanje parova galaksija. Mjereći ovo preferirano razdvajanje u uzorku mnogih galaksija, možemo zaključiti udaljenost do uzorka.
„Druga metoda je mjerenje kako se grupiranje galaksija razlikuje između parova orijentiranih duž vidne linije u usporedbi s poprečnim na liniji vida. Širenje Svemira može uzrokovati da je to grupiranje asimetrično ako se koristi pogrešna povijest ekspanzije prilikom pretvaranja crvenih pomaka u daljinu. "
S ovim novim, vrlo preciznim mjerenjima udaljenosti, BOSS astronomi moći će s mnogo većom preciznošću proučavati utjecaj Mračne materije. "Različiti modeli tamne energije razlikuju se kako ubrzava širenje svemira tijekom vremena", rekao je Eisenstein. „BOSS mjeri povijest ekspanzije, što nam omogućava da zaključimo o brzini ubrzanja. Pronalazimo rezultate koji se vrlo podudaraju s predviđanjima kozmološkog modela konstante, odnosno modela u kojem tamna energija ima konstantnu gustoću tijekom vremena. "
Pored mjerenja raspodjele normalne materije radi utvrđivanja utjecaja Tamne energije, Suradnja SDSS-III radi na mapiranju Mliječnog puta i traženju ekstrasolarnih planeta. Mjerenja BOSS-a detaljno su opisana u nizu članaka koje je BOSS suradnja poslao u časopise prošlog mjeseca, a svi su sada dostupni na mreži.
A BOSS nije jedini napor da shvatimo strukturu našeg svemira velikih razmjera i kako su ga oblikovale sve njegove misteriozne sile. Samo prošlog mjeseca, profesor Stephen Hawking najavio je da će superračunalni centar COSMOS na Sveučilištu Cambridge kreirati najcrnjiviju 3D kartu svemira do sada.
Oslanjajući se na podatke dobivene prema CMB podacima dobivenim ESA-inim Planck satelitom i informacijama iz Ankete o tamnoj energiji, oni se također nadaju da će mjeriti utjecaj koji je Tamna energija imala na distribuciju materije u našem Svemiru. Tko zna? Za nekoliko godina možda ćemo vrlo dobro shvatiti kako djeluju sve temeljne sile koje upravljaju Svemirom.
