Sovellettaessa huipputeknistä tietotekniikkaa moniin uusiin tähtitieteellisiin tietoihin, Sloan Digital Sky Survey (SDSS) -tutkijat kertoivat tänään ensimmäisen voimakkaan kosmisen suurennuksen havaitsemisen suurilla mittakaavoilla, ennuste Einsteinin yleisestä suhteellisuusteoriasta, jota sovellettiin galaksien jakautumiseen. , tumma aine ja kaukana olevat kvaasarit.
Nämä havainnot, jotka hyväksyttiin julkaisemiseen The Astrophysical Journal -lehdessä, kuvaavat hienovaraisia vääristymiä, joita valossa tapahtuu, kun se kulkee etäisistä kvaasareista pimeän aineen ja galaksien verkon läpi ennen kuin he saapuvat tarkkailijoille täällä maapallolla.
SDSS-löytö päättää kahden vuosikymmenen vanhan erimielisyyden aikaisempien suurennusmittausten ja muiden kosmologisten testien välillä galaksien, tumman aineen ja maailmankaikkeuden geometrian välisestä suhteesta.
"Taustagalaksejen muotojen vääristymät gravitaatiolinssien takia havaittiin ensimmäistä kertaa yli kymmenen vuotta sitten, mutta kukaan ei ollut pystynyt luotettavasti havaitsemaan linssisignaalin suurennusosaa", selitti johtava tutkija Ryan Scranton Pittsburghin yliopistosta.
Kun valo tekee 10 miljardin vuoden matkansa kaukaisesta kvaasarista, se taipuu ja keskittyy tumman aineen ja galaksien painovoiman vetämällä, joka tunnetaan nimellä painovoimalinssi. SDSS-tutkijat mittasivat lopullisesti kvasaarien lievän kirkastamisen tai ”suurennuksen” ja yhdistivät vaikutuksen galaksien ja tumman aineen tiheyteen kvasarivalon tiellä. SDSS-ryhmä on havainnut tämän suurennuksen 200 000 kvasarin kirkkaudessa.
Vaikka gravitaatiolinssi on perustava ennuste Einsteinin yleiselle suhteellisuudelle, SDSS-yhteistyön löytö lisää uuden ulottuvuuden.
"Suurennusvaikutuksen havaitseminen on tärkeä vahvistus Einsteinin teorian perusennusteelle", selitti SDSS: n yhteistyökumppani Bob Nichol Portsmouthin yliopistosta (Iso-Britannia). "Se antaa meille myös kriittisen johdonmukaisuuden tarkistuksen mallille, joka on kehitetty selittämään galaksien, galaksiklusterien ja tumman aineen vuorovaikutus."
Tähtitieteilijät ovat yrittäneet mitata tätä gravitaation linssin puolta kahden vuosikymmenen ajan. Suurennussignaalilla on kuitenkin hyvin pieni vaikutus - niin pieni kuin muutama prosentti lisää kustaarin tulevasta valosta. Tällaisen pienen muutoksen havaitseminen vaati erittäin suuren näytteen kvasareista, joilla oli tarkat mitat niiden kirkkaudesta.
"Vaikka monet ryhmät ovat aiemmin ilmoittaneet kosmisen suurennuksen havaitsemisesta, niiden tietojoukot eivät olleet riittävän suuria tai riittävän tarkkoja lopullisen mittauksen mahdollistamiseksi, ja tuloksia oli vaikea sovittaa tavanomaiseen kosmologiaan", lisäsi Brice Menard, tutkija. Syventävän tutkimuksen instituutti Princetonissa, NJ.
Läpimurto tuli aikaisemmin tänä vuonna käyttämällä tarkkaan kalibroitua näytettä, joka sisälsi 13 miljoonaa galaksia ja 200 000 kvasaria SDSS-luettelosta. SDSS: stä saatavana oleva täysin digitaalinen tieto ratkaisi monet tekniset ongelmat, jotka koskettivat aiemmin yrityksiä mitata suurennusta. Avain uuteen mittaukseen oli kuitenkin uuden tavan löytäminen kvaasarien löytämiseksi SDSS-tiedoista.
"Otamme huipputekniset ideat tietotekniikan ja tilastojen maailmalta ja sovelsimme niitä tietoihimme", selitti Princetonin yliopiston Gordon Richards.
Richards selitti, että käyttämällä uusia tilastollisia tekniikoita, SDSS: n tutkijat pystyivät ottamaan näytteen kvasareista, jotka ovat 10 kertaa suurempia kuin perinteiset menetelmät, mikä mahdollistaa suurennussignaalin löytämiseksi tarvittavan poikkeuksellisen tarkkuuden. "Linssisignaalin selkeää havaitsemista ei olisi voinut tehdä ilman näitä tekniikoita", Richards totesi.
Viimeaikaiset havainnot galaksien laajamittaisesta jakautumisesta, kosmisesta mikroaaltotaustasta ja etäisistä supernovoista ovat johtaneet tähtitieteilijöiden kehittämään "standardimalli" kosmologiasta. Tässä mallissa näkyvät galaksit edustavat vain pientä osaa maailmankaikkeuden massasta, loput on tehty tummasta aineesta.
Mutta kosmisen suurennussignaalin aikaisempien mittausten täsmäyttämiseksi tämän mallin kanssa tarvitaan uskomattomia oletuksia siitä, kuinka galaksit ovat jakautuneet vallitsevaan pimeään aineeseen. Jotkut johtivat siihen johtopäätökseen, että kosmologinen peruskuva oli väärä tai ainakin epäjohdonmukainen. Tarkemmat SDSS-tulokset osoittavat kuitenkin, että aikaisemmat tietojoukot eivät todennäköisesti olleet mittauksen haasteen mukaisia.
"SDSS: n laatutietojen ja paljon paremman kvasaarivalintamenetelmämme avulla olemme saaneet tämän ongelman lepäämään", Scranton sanoi. "Mittauksemme ovat sopusoinnussa muun maailman kanssa, mitä meille sanoo, ja nagging erimielisyys on ratkaistu."
"Nyt kun olemme osoittaneet, että voimme tehdä luotettavan mittauksen kosmisesta suurennuksesta, seuraava askel on käyttää sitä työkaluna tutkimaan galaksien, tumman aineen ja valon vuorovaikutusta paljon yksityiskohtaisemmin", Andrew Connolly sanoi. Pittsburghin yliopistosta.
Alkuperäinen lähde: SDSS-lehdistötiedote
