Évezredek óta lenyűgözték az embereket a kozmosz rejtelmei. Az ókori civilizációktól, például a babiloniaktól, görögöktől és egyiptomiaktól a mai csillagászokig a csillagos égbolt vonzereje számtalan küldetést inspirált megfejteni az univerzum titkait.
Az Atacama Cosmology Telescope együttműködésének kutatása a sötét anyag úttörő, új térképén tetőzött, amely a teljes égbolt negyedében oszlik el, és a kozmosz mélyére nyúlik. Az eredmények további alátámasztást nyújtanak Einstein általános relativitáselméletéhez, amely több mint egy évszázada a kozmológia standard modelljének alapja, és új módszereket kínál a sötét anyag megfejtésére. A kép jóváírása: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation
Bár a kozmoszt magyarázó modellek már évszázadok óta léteznek, a kozmológia területe, amelyben a tudósok kvantitatív módszereket alkalmaznak, hogy betekintést nyerjenek az univerzum evolúciójába és szerkezetébe, viszonylag kialakulóban van. Alapját a 20. század elején hozták létre Albert Einstein általános relativitáselméletének kidolgozásával, amely ma a kozmológia standard modelljének alapja.
Most egy sor papírt benyújtott Az asztrofizikai folyóirat a kutatók a Atacama kozmológiai teleszkóp Az (ACT) együttműködése áttörő új képet tárt fel, amely a teljes égbolt negyedében eloszló anyag legrészletesebb térképét mutatja, és a kozmosz mélyére nyúlik. Megerősíti Einstein elméletét arról, hogy a hatalmas struktúrák hogyan nőnek és hajlítják meg a fényt, egy teszttel, amely az univerzum teljes korát felöleli.
„Új tömegtérképet készítettünk az Ősrobbanásból visszamaradt fénytorzítások felhasználásával” – mondja Mathew Madhavacheril, az egyik dolgozat vezető szerzője és adjunktus a Fizikai és Csillagászati Tanszék at a Pennsylvaniai Egyetem. Figyelemre méltó, hogy olyan mérési eredményeket ad, amelyek azt mutatják, hogy az univerzum „csomóssága” és a növekedés üteme 14 milliárd évnyi evolúció után éppen az, amit elvárunk az Einstein-féle gravitációs elméleten alapuló kozmológiai modellünktől. .”
A szerzők megjegyzik, hogy a csomósodás minősége a sötét anyag egyenlőtlen eloszlásának tulajdonítható az univerzumban, és hogy növekedése összhangban van a korábbi előrejelzésekkel. És annak ellenére, hogy az univerzum 85%-át teszi ki, és befolyásolja evolúcióját, a sötét anyagot nehéz volt észlelni, mivel nem lép kölcsönhatásba a fénnyel vagy az elektromágneses sugárzás egyéb formáival. Amennyire tudjuk, a sötét anyag csak a gravitációval lép kölcsönhatásba.
A National Science Foundation által finanszírozott ACT-t a Penn és a Princeton Egyetem építette, és 2007-ben megkezdte a megfigyeléseket a megfoghatatlan sötét anyag felkutatására. Az a több mint 160 munkatárs, akik megépítették és adatokat gyűjtöttek az ACT-ből, amely Chile magas részén található. Az Andok, figyelje meg a világegyetem keletkezésének hajnalán, az ősrobbanáskor kisugárzó fényt – amikor az univerzum még csak 380,000 XNUMX éves volt. A kozmológusok ezt az egész univerzumunkat betöltő szórt fényt gyakran „az univerzum babaképének” nevezik, de formálisan kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásnak (CMB) nevezik.
A csapat nyomon követi, hogy a nagy, nehéz szerkezetek, köztük a sötét anyag gravitációs ereje hogyan vetemíti meg a CMB-t a hozzánk vezető 14 milliárd éves út során, például hogyan hajlítja meg a nagyító a fényt, amikor áthalad a lencséjén.
„Amikor 2003-ban javasoltuk ezt a kísérletet, fogalmunk sem volt arról, hogy a teleszkópunkból mennyi információ nyerhető ki” – mondja. Mark Devlin, Reese Flower a Penn csillagászati professzora és az ACT igazgatóhelyettese. „Ezt a teoretikusok okosságának köszönhetjük, azoknak a sok embernek, akik új műszereket építettek, hogy távcsövénket érzékenyebbé tegyék, valamint a csapatunk által kidolgozott új elemzési technikáknak. val vel."
Penn kutatói Gary Bernstein és a Bhuvnesh Jain kutatásokat vezettek a sötét anyag feltérképezésére a viszonylag közeli galaxisokból kibocsátott látható fény felhasználásával, szemben a CMB fényével. „Érdekes módon azt találtuk, hogy az anyag egy kicsit kevésbé csomós, mint azt a legegyszerűbb elmélet megjósolja” – mondja Jain. „Azonban Mark és Mathew gyönyörű munkája a CMB-ről tökéletesen megegyezik az elmélettel.”
A kép jóváírása: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation
„A lenyűgöző ACT sötét anyag térképek erősen leszűkítik azokat az időket és helyeket, ahol a legegyszerűbb elmélet is tévedhet” – mondja Bernstein. „Az egyik spekuláció az, hogy a gravitáció vagy a sötét energia új jellemzője éppen az elmúlt néhány milliárd évben jelenik meg, az ACT mérési korszaka után.”
A 15 évig működő ACT-t 2022 szeptemberében szerelték le. Mindazonáltal hamarosan további, a végleges megfigyelések eredményeit bemutató dokumentumok benyújtása várható, és a Simons Obszervatórium A jövőbeni megfigyeléseket ugyanazon a helyszínen végzi, egy új távcsővel a tervek szerint 2024-ben kezdi meg működését. Ez az új műszer az ACT-nél csaknem 10-szer gyorsabban lesz képes feltérképezni az eget.
Forrás: University of Pennsylvania
