Kuvahyvitys: Hubble
Yliopistotutkijat ovat perustaneet kansainvälisen yhteistyön, jonka tarkoituksena on mitata uudella tarkkuudella salaperäinen voima, joka aiheuttaa maailmankaikkeuden hajota. Suunnitelmat vaativat Dark Energy Survey -nimisen projektin keräämään tietoja noin 300 miljoonasta galaksista, jotka kattavat kaksi kolmasosaa maailmankaikkeuden historiasta.
Tutkimus voisi aloittaa havaintojen tekemisen jo vuoden 2009 syksyllä. Vaikka DES-suunnitelma on jäljellä yli neljä vuotta, kunnianhimoisempien tutkimusten tulokset tuottavat vähintään vuosikymmenen. En halua odottaa niin kauan ,? sanoi tähtitieteen ja astrofysiikan professori Joshua Frieman ja korkeakoulu.
Fysiikan laskentamenetelmien mukaan tumma energia muodostaa 70 prosenttia maailmankaikkeudesta. Tumma energia voi olla osoitus Albert Einsteinin kosmologisesta vakiosta, voimasta, joka toimii kaikkina aikoina ja kaikkialla paikoissa maailmankaikkeudessa. Se voi olla myös Einsteinin gravitaatioteorian hajoaminen laajoissa mittakaavoissa.
? Se vaatii olennaisesti painovoimaa olla vastenmielinen ,? sanoi tähtitieteen ja astrofysiikan apulaisprofessori Wayne Hu. "Se on mahdollista vakioteorioidemme mukaan, mutta sitä ei odoteta." Mikä pimeä energia on, Frieman sanoi, "sillä on todennäköisesti merkittäviä vaikutuksia fysiikkaan."
DES-yhteistyö koostuu tutkijoista Chicagossa, Fermin kansallisessa kiihdytinlaboratoriossa, Illinoisin yliopistossa Urbana-Champaignissa, Lawrence Berkeleyn kansallisessa laboratoriossa ja Cerro Tololo-Amerikan välisessä observatoriossa sekä ryhmistä Yhdistyneestä kuningaskunnasta ja Barcelonassa, Espanjassa. 20 miljoonan dollarin hankkeen rahoitus tulee todennäköisesti ensisijaisesti Yhdysvaltain energiaministeriöltä, eurooppalaisilta rahoituslaitoksilta, jäsenlaitoksilta ja muilta virastoilta ja lähteistä.
Frieman johtaa yliopiston osaa yhteistyöstä. Hänen ja Hu: n kanssa yhteistyössä ovat John Chalrasekharin kunniallinen tähtitieteen ja astrofysiikan palveluprofessori ja korkeakoulu John Carlstrom; Scott Dodelson, tähtitieteen ja astrofysiikan professori ja fysikaalisten tieteiden korkeakoulututkinnon osasto; Astronomian ja astrofysiikan apulaisprofessori Stephen Kent; Erin Sheldon, Kavlin kosmologisen fysiikan instituutin stipendiaatti; ja Risa Wechsler, Hubble-stipendiaatti Kavlin kosmologisen fysiikan instituutista. Frieman ja Dodelson ovat myös Fermilabin teoreettisen astrofysiikan ryhmän jäseniä, jota Dodelson johtaa, kun taas Kent johtaa Fermilabin kokeellisen astrofysiikan ryhmää.
DES edellyttää 520 megapikselin kameran asentamista olemassa olevaan neljän metrin Blanco-teleskooppiin Cerro Tololo-Amerikan väliseen observatorioon Chilessä. ? Tämä olisi suurempi kuin mikään olemassa oleva optinen kamera maailmassa ,? Frieman sanoi.
Muutama sata megapikseliä ei ehkä kuulosta paljon, Frieman sanoi, mutta ne eivät ole samoja pikseliä kuin kädessäsi. Heillä on paljon suurempi herkkyys. Ne ovat erittäin tarkkoja ja tehokkaita ilmaisimia. Lisäksi kamera antaa tutkijoille mahdollisuuden kartoittaa taivasta 10 kertaa nopeammin kuin mitä tahansa olemassa olevassa Yhdysvaltain observatoriossa voisi.
Kamerassa, joka on nyt kaukoputkessa, on vain liian pieni näkökenttä. Kyselyn tekeminen kesti monta vuosikymmentä ,? Frieman sanoi.
Uusi kamera antaa DES: lle mahdollisuuden käyttää neljää tekniikkaa yrittäessään erottaa pimeän energian kaksi laajaa selitystä - kosmologinen vakio tai painovoiman jakautuminen.
? Ensimmäinen menetelmä, joka tosiasiallisesti ohjaa kyselyn suunnittelua, on galaksien klustereiden laskeminen ,? Frieman sanoi. Tässä työssä se toimii yhdessä Carlstromin etelänavan teleskoopin kanssa, jonka on tarkoitus aloittaa havainnot maaliskuussa 2007.
SPT auttaa paljastamaan, onko tumma energia tukahduttanut galaksiklusterien muodostumisen maailmankaikkeuden historian aikana. Radioteleskooppi, SPT havaitsee galaksiklusterit tavalla, jolla ne vääristävät isosta bangista jäljelle jäänyttä mikroaaltosäteilyä. Jos teoreetikot tietävät kuinka kaukaiset ja kuinka massiiviset galaksiklusterit ovat, he voivat ennustaa, kuinka monta niiden tulisi olla pimeän energian läsnäollessa. DES tekee optisia mittauksia arvioidakseen niiden etäisyyden galaksien värien ja massan välillä painovoima-objektiivilla, valon vääristymään häiritsevässä galaksiklusterissa. ? Se on todella tyylikäs testi ,? Hu sanoi.
Kolmas tekniikka käyttää painovoimaobjektiivia kosmisessa mittakaavassa. Teoreetikot voivat ennustaa tumman energian vaikutuksen tumman aineen laaja-alaiseen jakautumiseen. Suurella tutkimusalueellaan DES voi mitata galaksien kuvien pieniä vääristymiä, jotka johtuvat tumma-aineen tiheyden vaihtelusta.
Neljäs menetelmä sisältää saman tekniikan, joka johti pimeän energian löytämiseen vuonna 1998: etäisyyden mittaaminen tietyn tyyppiseen räjähtävään tähtiin maailmankaikkeuden laajennushistorian rekonstruoimiseksi. Tähtitieteilijät tutkivat näitä räjähtäviä tähtiä odottaen, että maailmankaikkeuden laajentuminen oli hidastunut ajan myötä. Sen sijaan he löysivät kiihtyneen laajentumisen.
? Nämä tekniikat täydentävät toisiaan erittäin hyvin ,? Frieman sanoi. ? He kärsivät erilaisista virhelähteistä, joten jos he ovat yhtä mieltä, se antaa sinulle luottamuksen tulokseesi.
Hu puolestaan toivoo, että testit paljastavat jonkin verran eroavaisuuksia ennusteiden ja todellisuuden välillä. ? Minusta se olisi mielenkiintoisin asia.
Alkuperäinen lähde: Chicagon yliopiston lehdistötiedote
