Kreditna slika: SDSS
Otkako je prije nekoliko godina otkriveno tajanstvena sila, zvana tamna energija, koja, čini se, ubrzava Svemir, astronomi su u potrazi za dodatnim dokazima ili podržali ili odbacili ovu teoriju. Astronomi iz Sloan Digital Sky Survey otkrili su fluktuacije kozmičkog zračenja u pozadini koje odgovaraju odbojnom utjecaju tamne energije.
Znanstvenici iz Sloan Digital Sky Survey najavili su otkriće neovisnih fizičkih dokaza za postojanje tamne energije.
Istraživači su pronašli otisak tamne energije uspoređujući milione galaksija u Sloan Digital Sky Survey (SDSS) i kozmičkim mikrovalnim pozadinskim mapama temperature sa NASA-e Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Istraživači su pronašli "sjenu" tamne energije na drevnom kosmičkom zračenju, relikviju hlađenog zračenja iz Velikog praska.
Uz kombinaciju rezultata ova dva velika nebeska istraživanja, ovo otkriće pruža fizičke dokaze postojanja tamne energije; rezultat koji nadopunjuje raniji rad na ubrzanju svemira mjereno iz udaljenih supernova. Opažanja iz balona Promatranja milimetričnog ekstragalaktičkog zračenja i geofizike (BOOMERANG) kozmičke mikrovalne pozadine (CMB) također su bila dio ranijih nalaza.
Tamna energija, glavna komponenta svemira i jedna od najvećih zagonetki u znanosti, gravitacijski je odbojna, a ne privlačna. Zbog toga se širenje svemira ubrzava, za razliku od privlačenja običnih (i tamnih) tvari, što bi ga usporilo.
"U ravnom svemiru efekt koji promatramo nastaje samo ako imate svemir s tamnom energijom", objasnio je vodeći istraživač dr. Ryan Scranton sa odjela za fiziku i astronomiju Sveučilišta u Pittsburghu. "Da se svemir sastojao od materije i još je ravna, taj efekt ne bi postojao."
„Dok nam fotoni iz kozmičke mikrovalne pozadine (CMB) putuju do 380.000 godina nakon Velikog praska, mogu doživjeti brojne fizičke procese, uključujući Integrirani efekt Sachs-Wolfea. Ovaj učinak je utisak ili sjena tamne energije na mikrotalasnim pećnicama. Učinak mjeri i promjene temperature kozmičke mikrovalne pozadine zbog djelovanja gravitacije na energiju fotona “, dodao je Scranton.
Otkriće je "fizičko otkrivanje tamne energije i vrlo se nadopunjuje s drugim otkrićima tamne energije", dodao je dr. Bob Nichol, suradnik SDSS-a i vanredni profesor fizike na Sveučilištu Carnegie Mellon u Pittsburghu. Nichol je usporedio efekt integriranog Sachs-Wolfea s pogledom na osobu koja stoji ispred sunčanog prozora: „Samo vidite njihov obris i možete ih prepoznati po samo ovim podacima. Isto tako signal koji vidimo ima pravi obris (ili sjenu) koji bismo očekivali za tamnu energiju, "rekao je Nichol.
"Osobito je boja signala ista kao i boja kozmičke mikrovalne pozadine, što dokazuje da je on kozmološkog podrijetla, a ne neka neugodna onečišćenja", dodao je Nichol.
„Ovaj rad pruža fizičku potvrdu da je potrebna tamna energija da bi se istovremeno objasnili i podaci o CMB i SDSS, neovisno o radu supernove. Takve unakrsne provjere su od značaja za znanost ", dodao je Jim Gunn, znanstvenik projekta SDSS i profesor astronomije na Sveučilištu Princeton.
Dr. Andrew Connolly sa Sveučilišta u Pittsburghu objasnio je da fotoni koji teku iz kozmičke mikrovalne pozadine prolaze kroz mnoge koncentracije galaksija i tamne materije. Kad padnu u gravitacijski bunar, dobivaju energiju (baš poput kugle koja se kotrlja niz brdo). Kada izađu, gube energiju (opet poput lopte koja se kotrlja po brdu). Fotografske slike mikrotalasa postaju više plave (tj. Energičnije) dok padaju prema tim koncentracijama superklase, a zatim postaju više crvene (tj. Manje energične) dok se penju dalje od njih.
"U svemiru koji se sastoji uglavnom od normalne materije moglo bi se očekivati da će neto učinak pomaka crvene i plave boje otkazati. Međutim, posljednjih godina otkrivamo da je većina stvari u našem svemiru nenormalna po tome što je gravitacijski odbojna, a ne gravitaciono privlačna ", objasnio je Albert Stebbins, znanstvenik iz NASA / Fermilab Astrofizičkog centra Fermi National Accelerator Laboratory, SDOS-a koji surađuje institucija. "Ovo nenormalno što nazivamo tamnom energijom."
Suradnik SDSS-a Connolly rekao je ako se dubina gravitacijskog otvora smanji dok foton putuje kroz nju, tada bi foton izlazio s malo više energije. "Da je to istina, očekivali bismo da je kozmička mikrovalna pozadina nešto vruća u regijama s više galaksija. Upravo smo to našli. "
Stebbins je dodao da je neto promjena energije koja se očekuje od jedne koncentracije mase manja od jednog dijela u milijun i istraživači su morali pogledati veliki broj galaksija prije nego što su mogli očekivati da će vidjeti učinak. Kazao je da rezultati potvrđuju da tamna energija postoji u relativno malim masnim koncentracijama: svega 100 milijuna svjetlosnih godina, gdje su prethodno primijećeni efekti tamne energije bili u skali od 10 milijardi svjetlosnih godina. Jedinstveni aspekt SDSS podataka je njegova sposobnost preciznog mjerenja udaljenosti do svih galaksija od fotografske analize njihovih fotometrijskih crvenih pomaka. „Stoga, možemo gledati kako otisak ovog učinka na rast CMB raste kao funkcija starosti svemira“, rekao je Connolly. "Na kraju bismo mogli utvrditi prirodu tamne energije iz ovakvih mjerenja, mada je to malo u budućnosti."
"Da bismo zaključili da tamna energija postoji, moramo samo pretpostaviti da svemir nije zakrivljen. Nakon što su u veljači 2003. stigli rezultati sonde za anizotropiju Wilkinson mikrovalna pećnica, to je dobro prihvaćena pretpostavka ", objasnio je Scranton. "Ovo je izuzetno uzbudljivo. Nismo znali možemo li dobiti signal pa smo proveli dosta vremena testirajući podatke protiv kontaminacije iz naše galaksije ili drugih izvora. Čini se da su rezultati tako snažno kao i do sada bili vrlo zadovoljavajući. "
Otkrića su izvršena na 3.400 kvadratnih stupnjeva neba koje je istraživao SDSS.
„Ova kombinacija svemirskih mikrovalnih i zemaljskih optičkih podataka dala nam je novi prozor u svojstva tamne energije“, rekao je David Spergel, kozmolog sa Sveučilišta Princeton i član znanstvenog tima WMAP. „Kombinacijom podataka WMAP-a i SDSS-a, Scranton i njegovi suradnici pokazali su da tamna energija, ma kakva god bila, ne privlači gravitacija čak ni na velikim skalama koje je istraživala Sloan Digital Sky Survey.
"Ovo je važan savjet fizičarima koji pokušavaju razumjeti misterioznu tamnu energiju", dodao je Spergel.
Uz glavne istraživače Scranton, Connolly, Nichol i Stebbins, istraživanju je pridonio Istan Szapudi sa Sveučilišta na Havajima. Ostali koji su uključeni u analizu su Niayesh Afshordi sa Sveučilišta Princeton, Max Tegmark sa Sveučilišta u Pennsylvaniji i Daniel Eisenstein sa Sveučilišta u Arizoni.
O SLOANSKOM DIGITALNOM NESPISU (SDSS)
Sloan Digital Sky Survey (sdss.org) detaljno će mapirati jednu četvrtinu čitavog neba, određujući položaje i apsolutnu svjetlinu 100 milijuna nebeskih objekata. Također će mjeriti udaljenosti do više od milijun galaksija i kvazara. Konzorcij za astrofizička istraživanja (ARC) upravlja Apache Point Observatory, mjesto SDSS teleskopa.
SDSS je zajednički projekt Sveučilišta u Chicagu, Fermilaba, Instituta za napredni studij, Japanske grupe za sudjelovanje, Sveučilišta Johns Hopkins, Nacionalne laboratorije u Los Alamosu, Max-Planck-Instituta za astronomiju (MPIA), Max- Planck-Institut za astrofiziku (MPA), Državno sveučilište New Mexico, Sveučilište Pittsburgh, Sveučilište Princeton, Pomorska opservatorija Sjedinjenih Država i Sveučilište u Washingtonu.
Sredstva za projekt osigurala su Fondacija Alfred P. Sloan, institucije sudionice, Nacionalna uprava za zrakoplovstvo i svemir, Nacionalna zaklada za znanost, američko Ministarstvo energetike, japansko Monbukagakusho i društvo Max Planck.
WILKINSON MIKROWAVE ANISOTROPY PROBE (WMAP) je NASA-ina misija izgrađena u partnerstvu sa Sveučilištem Princeton i Centrom za svemirske letove Goddard za mjerenje temperature kozmičkog zračenja u pozadini, ostatka topline iz Velikog praska. Misija WMAP otkriva uvjete kakvi su postojali u ranom svemiru mjerenjem svojstava kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja preko punog neba. (Http://map.gsfc.nasa.gov)
Izvorni izvor: SDSS News Release
