Kredit slike: Hubble
Univerzitetni znanstveniki so soustanovili mednarodno sodelovanje, ki želi z novo natančnostjo izmeriti skrivnostno silo, ki povzroča, da se vesolje razleti. Načrti zahtevajo projekt, imenovan Dark Energy Survey, za zbiranje podatkov o približno 300 milijonih galaksij, ki zajemajo dve tretjini zgodovine vesolja.
Raziskava bi lahko začela izvajati opažanja že jeseni 2009. Čeprav je DES še več kot štiri leta, bo za ambiciozne raziskave potrebno vsaj desetletje, da dobijo rezultate. ?Nočem čakati tako dolgo,? je dejal Joshua Frieman, profesor za astronomijo in astrofiziko in College.
Po fizikalnih računovodskih metodah temna energija predstavlja 70 odstotkov vesolja. Temna energija je lahko manifestacija kozmološke konstante Alberta Einsteina, sile, ki deluje ves čas in povsod po vesolju. Morda gre tudi za razčlenitev Einsteinove teorije gravitacije na velikem obsegu.
?V bistvu zahteva, da je gravitacija odbojna,? je dejal Wayne Hu, izredni profesor za astronomijo in astrofiziko. ?To je možno po naših standardnih teorijah gravitacije, vendar ni pričakovano.? Karkoli je temna energija, je dejal Frieman, bo verjetno imela globoke posledice za temeljno fiziko.
Sodelovanje DES sestavljajo raziskovalci iz Chicaga, Fermi National Accelerator Laboratory, Univerza Illinois v Urbana-Champaignu, Nacionalni laboratorij Lawrence Berkeley in Medameriški observatorij Cerro Tololo ter skupine iz Združenega kraljestva in Barcelone v Španiji. Sredstva za projekt v vrednosti 20 milijonov dolarjev bodo verjetno prišla predvsem iz ameriškega ministrstva za energijo, evropskih agencij za financiranje, institucij članic ter drugih agencij in virov.
Frieman vodi univerzitetno komponento sodelovanja. Njemu in Huju se pri sodelovanju pridružujeta John Carlstrom, zaslužni profesor za astronomijo in astrofiziko S. Chandrasekhar in College; Scott Dodelson, profesor astronomije in astrofizike ter kolegijskega oddelka za fizične znanosti; Stephen Kent, izredni profesor za astronomijo in astrofiziko; Erin Sheldon, sodelavka na Inštitutu za kozmološko fiziko Kavli; in Risa Wechsler, Hubblova sodelavka na Inštitutu za kozmološko fiziko Kavli. Frieman in Dodelson sta tudi člana Fermilabove skupine za teoretično astrofiziko, ki jo vodi Dodelson, medtem ko Kent vodi Fermilabovo skupino za eksperimentalno astrofiziko.
DES bo vključeval namestitev kamere s 520 milijoni slikovnih pik na obstoječi štirimetrski teleskop Blanco na Medameriškem observatoriju Cerro Tololo v Čilu. ?To bi bilo večje od katere koli obstoječe optične kamere na svetu,? je rekel Frieman.
Nekaj sto milijonov slikovnih pik se morda ne sliši veliko, je rekel Frieman, »vendar to niso enake slikovne pike, ki gredo v vaš ročni računalnik. Imajo veliko večjo občutljivost. So zelo natančni, visoko učinkoviti detektorji.? Poleg tega bo kamera omogočila znanstvenikom, da pregledajo nebo 10-krat hitreje, kot bi lahko v katerem koli obstoječem observatoriju v ZDA.
?Kamera, ki je zdaj na teleskopu, ima premajhno vidno polje. Za izvedbo raziskave bi potrebovali več desetletij,? je rekel Frieman.
Nova kamera bo DES omogočila uporabo štirih tehnik pri poskusu razlikovanja med dvema širokima razlagama temne energije - kozmološko konstanto ali zlomom gravitacije.
?Prva metoda in tista, ki resnično poganja načrtovanje raziskave, je štetje kopic galaksij,? je rekel Frieman. V tem prizadevanju bo deloval v tandemu s Carlstromovim teleskopom za južni pol, ki naj bi začel opazovati marca 2007.
SPT bo pomagal razkriti, ali je temna energija v zgodovini vesolja zatrla nastanek jat galaksij. Radijski teleskop, SPT, bo zaznal kopice galaksij na način, kako popačijo mikrovalovno sevanje, ki je ostalo od velikega poka. Če teoretiki vedo, kako oddaljene in kako masivne so kopice galaksij, lahko predvidijo, koliko bi jih moralo biti v prisotnosti temne energije. DES bo opravil optične meritve, da bi ocenil njihovo razdaljo skozi barve galaksij in njihovo maso z gravitacijskimi lečami, popačenje svetlobe zaradi vmesne kopice galaksij. ?To?je res eleganten test,? Hu je rekel.
Tretja tehnika uporablja gravitacijsko lečo v kozmičnem merilu. Teoretiki lahko napovedujejo učinek temne energije na obsežno porazdelitev temne snovi. S svojim velikim območjem raziskovanja lahko DES izmeri drobno popačenje slik galaksij, ki ga povzročajo nihanja gostote temne snovi.
Četrta metoda vključuje isto tehniko, ki je privedla do odkritja temne energije leta 1998: merjenje razdalje do določene vrste eksplodirajoče zvezde za rekonstrukcijo zgodovine širjenja vesolja. Astronomi so preučevali te eksplodirajoče zvezde in pričakovali, da bodo ugotovili, da se je širjenje vesolja s časom upočasnilo. Namesto tega so odkrili pospešeno širitev.
?Te tehnike se zelo dobro dopolnjujejo,? je rekel Frieman. ?Trpijo zaradi različnih virov napak, zato, če se strinjajo, vam to daje zaupanje v svoj rezultat.?
Hu pa upa, da bodo testi razkrili nekaj neskladja med napovedmi in resničnostjo. ?Zame bi bilo to najbolj vznemirljivo.?
Originalni vir: Sporočilo za javnost Univerze v Chicagu
