Ymmärtäminen sellaisesta, jota emme näe, on ollut ongelma, jonka tähtitieteilijät ovat aiemmin voittaneet. Kansainvälistä tähtitieteilijäryhmää on voinut tutkia vaikeasti saavutettavissa olevaa tummaa energiaa ensimmäistä kertaa käyttämällä vahvaa painovoimaobjektiivimenetelmää - jossa massiivinen galaksiklusteri toimii kosmisena suurennuslinssinä. Ryhmä raportoi, että yhdistettynä olemassa oleviin tekniikoihin niiden tulokset parantavat merkittävästi maailmankaikkeuden massa- ja energiasisällön nykyisiä mittauksia.
Ryhmä analysoi Hablin avaruusteleskoopin ja maanpäällisten kaukoputkien tietoja, ja niissä oli kuvia 34 erittäin kaukana sijaitsevasta galaksista, jotka sijaitsevat Abell 1689: n takana, joka on yksi maailmankaikkeuden suurimmista ja massiivisimmista tunnetuista galaksiklusterista.
Abell 1689: n painovoimalinssin avulla tähtitieteilijät, joita johtivat Eric Jullo JPL: stä ja Priyamvada Natarajan Yalen yliopistosta, pystyivät havaitsemaan heikot, kaukana olevat taustagalaksit - joiden valoa taivutti ja heijasti klusterin massiivinen painovoimaveto - samalla tavalla kuin suurennuslasin linssi vääristää esineen kuvaa.
Tätä menetelmää käyttämällä he pystyivät vähentämään sen valtion yhtälöparametrin kokonaisvirhettä 30 prosentilla, kun niitä yhdistetään muihin menetelmiin.
Tapa, jolla kuvat vääristyivät, antoi tähtitieteilijöille vihjeitä avaruuden geometriasta, joka sijaitsee Maan, klusterin ja kaukaisten galaksien välillä. "Universumin sisältö, geometria ja kohtalo liittyvät toisiinsa, joten jos pystyt rajoittamaan kahta näistä asioista, opit jotain kolmannesta", Natarajan sanoi.
Ryhmä pystyi kaventamaan 30 prosenttia nykyisten arvioiden pimeän energian vaikutuksesta maailmankaikkeuteen, jota merkitään arvolla w. Ryhmä yhdisti uuden tekniikansa muihin menetelmiin, mukaan lukien supernoovien, röntgengalaksia-klustereiden ja Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) -aluksen alusten tietojen käyttämiseen w: n arvon rajoittamiseksi.
"Pimeälle energialle on ominaista sen paineen ja tiheyden välinen suhde: tätä kutsutaan sen tilayhtälöksi", sanoi Jullo. ”Tavoitteenamme oli yrittää kvantifioida tämä suhde. Se opettaa meille pimeän energian ominaisuuksista ja kuinka se on vaikuttanut maailmankaikkeuden kehitykseen. ”
Tumma energia muodostaa noin 72 prosenttia kaikesta maailmankaikkeuden massasta ja energiasta, ja se lopulta määrää sen kohtalon. Uudet tulokset vahvistavat aiemmat havainnot, että tumman energian luonne vastaa todennäköisesti tasaista maailmankaikkeutta. Tässä skenaariossa maailmankaikkeuden laajeneminen kiihtyy edelleen ja maailmankaikkeus kasvaa ikuisesti.
Tähtitieteilijöiden mukaan tämän uuden tuloksen todellinen vahvuus on, että se tarjoaa aivan uuden tavan hankkia tietoa vaikeasti saavutettavasta pimeästä energiasta, ja tarjoaa suuren lupauksen tuleville sovelluksille.
Tutkijoiden mukaan heidän menetelmänsä kehittäminen vaati monta ja huolellista vaihetta. He viettivät useita vuosia erikoistuneiden matemaattisten mallien ja tarkkojen ainekarttojen - sekä tumman että “normaalin” - kehittämisessä, jotka yhdessä muodostavat Abell 1689 -klusterin.
Tulokset ilmestyvät Science-lehden 20. elokuuta ilmestyvässä lehdessä.
Lähteet: Yalen yliopisto, Science Express. ESA Hubble.
