Universumissa on tyhjiö, emmekä voi nähdä niitä kunnolla. Ja se on hyvä asia.
Nämä tyhjiöt - jättiläiset, epäsäännölliset aukot tilassa, jotka ovat tyhjiä galakseista - ovat koko kosmossa. Koska tähtitieteilijät ovat tyhjiä, he eivät voi niitä tarkkailla suoraan. Sen sijaan he havaitsevat ne kartoittamalla galaksit avaruuden poikki ja merkitsemällä sitten alueet näiden alueiden välillä. Maapallomme kannalta kaikki nuo tyhjyydet näyttävät kuitenkin vääristyneiltä.
Nämä alueet näyttävät venyneen joissakin paikoissa ja hierovat toisissa. Se on seurausta galaksien "punasiirtymisestä" niiden rajoilla, näiden järjestelmien liikkumisen aiheuttamasta visuaalisesta vääristymästä: Kun ne siirtyvät katsojasta (tässä tapauksessa Earthlings), galaksien aallonpituudet näyttävät venyvän, muuttuen punaisiksi ; ne, jotka liikkuvat kohti meitä, näyttävät sinisiltä, kun niiden aallonpituudet lyhenevät. Tumma energia on nimi, jonka tähtitieteilijät ovat antaneet näkymättömälle voimalle, joka venyttää maailmankaikkeuttamme ja saa galakseja siirtymään toisistaan.
Tämä vääristyminen osoittautuu hyväksi, 9. heinäkuuta lehdessä Physical Review D. julkaistun tutkimuksen mukaan. Tähän asti tutkijat ovat luottaneet yksittäisten galaksien punasiirtymien tarkkoihin mittauksiin selvittääkseen, kuinka nopeasti maailmankaikkeus kasvaa, ja vuorostaan kuinka paljon tummaa energiaa on läsnä tämän laajenemisen ajamiseksi. Mutta tyhjien aukkojen vääristymien mittaaminen osoittautuu paljon täsmällisemmäksi tekniikaksi, jonka avulla tutkijat voivat kaventaa tätä laajenemista entisestään.
"Se mitä mittaamme, on vääristymä galaktien asemissa tyhjien alueiden ympärillä", sanoi Iso-Britannian Portsmouthin yliopiston tutkija Seshadri Nadathur ja lehden pääkirjailija. "Tyylikkyys tyhjissä asioissa on se, että ne ovat avaruusalueita, joiden ympärillä voimme mallintaa galaksien liikkeitä erittäin tarkasti."
Tämä johtuu siitä, että galaksien liikkeiden tarkkaan määrittämiseen tarvittavasta matematiikasta tulee paljon yksinkertaisempi näiden tyhjien tilojen sisällä, Nadathur kertoi Live Science: lle. (Tässä tapauksessa tutkimusryhmä tutki tyhjiöitä noin 5,5 miljardia valovuotta maasta.)
"Galaksit liikkuvat painovoiman vuoksi vetämällä niitä kohti ylimääräisen aineen alueita, ja ongelmana on yleensä se, että painovoimateoriamme - Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria - on hyvin monimutkainen ja yhtälöitä on vaikea ratkaista tarkalleen", hän sanoi. "Joten suurimman osan ajasta kosmologiassa käytämme lähentämisiä - tunnetaan nimellä" häiriöteoria "- auttaaksemme tekemään ongelmasta jäljitettävissä. Tämä häiriöteoria toimii paljon paremmin tyhjillä alueilla kuin alueilla, joilla on paljon ainetta, joten ennusteita on yksinkertaisempi tehdä ja tyhjissä paljon tarkempia. "
Lisäyksen tarkkuuden tulos on, että tutkija voi käyttää tässä artikkelissa esiteltyä tekniikkaa käyttämällä paljon tarkempia arvioita maailmankaikkeuden laajentumisnopeudesta ja vahvistamaan paremmin, että havaitut laajentumisasteet vastaavat tähtitieteilijöiden suosimia teorioita siitä, miksi laajennus on tapahtumassa . Uusi tulos myös rajoittaa edelleen joidenkin vaihtoehtoisten teorioiden laajuutta, jotka kelluvat siellä. Aikaisemmat parhaat galaktisen liikkeen mittaukset tekivät kaiken tämänkin, mutta Nadathurin mukaan noin neljä kertaa vähemmän.
Ne aikaisemmat parhaat galaktisen tyhjiön punasiirtymien mittaukset tulivat taivaan tutkimuksesta, jota kutsuttiin Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Tämä mitätön vääristymän mittaus perustui myös BOSS-tietoihin, mutta paransi huomattavasti päätelmissään soveltamalla tätä uutta analyysitekniikkaa BOSS: n tietoihin.
Parempaa mittausta maailmankaikkeuden laajentumisesta vastasi olemassa olevia teorioita siitä, kuinka tumma energia toimii maailmankaikkeudessa, tutkijat kirjoittivat lehdessä: että elämme "tasaisessa" universumissa, jonka tumma energia on jatkuvaa, mikä johtaa sen laajenemiseen. "Yhdistämällä tulokset yhdessä BAO-tekniikan tulosten kanssa pystymme saamaan paljon paremman mittauksen kosmisen paisumisnopeuteen noin 5,5 miljardia vuotta sitten", Nadathur sanoi. "Ja tämä puolestaan on erittäin tärkeä, koska se kertoo meille mitä pimeä energia on tehnyt tuona aikana, samoin kuin muista asioista, kuten tilan kaarevuudesta - mikä saa meidät kosmologit innostumaan."
Tutkijat huomauttivat myös lehdessä, että tulevaisuudessa on useita pyrkimyksiä skannata taivas tarkemmin kuin BOSS, jotta tumma energia ymmärretään vielä paremmin. Saman tekniikan, tutkijoiden kirjoittaman, pitäisi parantaa huomattavasti myös näiden tutkimusten tarkkuutta.
