V roce 1929 Edwin Hubble navždy změnil naše chápání vesmíru tím, že ukázal, že vesmír je ve stavu expanze. V 90. letech astronomové určili, že tempo, kterým se rozšiřuje, se ve skutečnosti zrychluje, což následně vedlo k teorii „temné energie“. Od té doby se astronomové a fyzici snažili zjistit existenci této síly měřením vlivu, který má na vesmír.
Nejnovější v tomto úsilí pochází ze Sloan Digital Sky Survey III (SDSS III), kde mezinárodní tým vědců oznámil, že dokončili vytváření dosud nejpřesnějších měření vesmíru. Tato měření, známá jako Baryonův oscilační spektroskopický průzkum (BOSS), způsobila nová omezení vlastností temné energie.
Nová měření představil astronom Harvardské univerzity Daniel Eisenstein na nedávném setkání americké astronomické společnosti. Jako ředitel Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) strávil spolu se svým týmem posledních deset let měřením vesmíru a periodických výkyvů v hustotě normální hmoty, aby viděl, jak jsou galaxie distribuovány po celém vesmíru.
A po deseti letech výzkumu byl tým BOSS schopen vytvořit trojrozměrnou mapu vesmíru, která pokrývá více než šest miliard světelných let. A zatímco další nedávné průzkumy vypadaly dál do dálky - až do vzdálenosti 9 a 13 miliard světelných let - mapa BOSS je jedinečná v tom, že se může pochlubit nejvyšší přesností jakékoli kosmologické mapy.
Ve skutečnosti byl tým BOSS schopen měřit distribuci galaxií ve vesmíru a ve vzdálenosti 6 miliard světelných let s nebývalou 1% chybou. Určení povahy kosmických objektů na velké vzdálenosti není kvůli účinkům relativity snadné. Jak Dr. Eisenstein řekl časopisu Space Magazine e-mailem:
"Vzdálenosti jsou v astronomii dlouhodobou výzvou." Zatímco lidé často dokážou odhadnout vzdálenost kvůli našemu binokulárnímu vidění, galaxie za Mléčnou dráhou jsou příliš daleko na to, aby ji využily. A protože galaxie přicházejí v široké škále vnitřních velikostí, je obtížné posoudit jejich vzdálenost. Je to jako dívat se na vzdálenou horu; něčí úsudek o jeho vzdálenosti je svázán s něčím o jeho výšce. “
V minulosti astronomové prováděli přesná měření objektů v místním vesmíru (tj. Planety, sousední hvězdy, hvězdokupy) tím, že se spoléhali na vše od radaru k červenému posunu - míru, do které se vlnová délka světla posouvá směrem k červenému konci spektrum. Čím větší je vzdálenost objektu, tím větší je stupeň nejistoty.
A až dosud byly jejich vzdálenosti měřeny s přesností na jedno procento chyb, a to pouze u objektů vzdálených několik tisíc světelných let od Země - tj. V galaxii Mléčná dráha. Jako největší ze čtyř projektů, které tvoří Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), se BOSS odlišuje tím, že se spoléhá především na měření toho, čemu se říká „baryonové akustické oscilace“ (BAO).
Jedná se v podstatě o jemné periodické vlnění distribuce viditelné baryonické (tj. Normální) hmoty ve vesmíru. Daniel Eisenstein vysvětlil:
„BOSS měří expanzi vesmíru dvěma primárními způsoby. První je pomocí baryonových akustických kmitů (odtud název průzkumu). Zvukové vlny cestující během prvních 400 000 let po Velkém třesku vytvářejí preferovanou stupnici pro oddělení párů galaxií. Měřením této preferované separace ve vzorku mnoha galaxií můžeme odvodit vzdálenost ke vzorku.
„Druhou metodou je změřit, jak se shlukování galaxií liší mezi páry orientovanými podél linie pohledu ve srovnání s příčnými k linii pohledu. Expanze vesmíru může způsobit, že toto shlukování bude asymetrické, pokud se při převodu červených posunů na vzdálenost použije nesprávná historie expanze. “
S těmito novými, vysoce přesnými měřeními vzdálenosti budou astronomové BOSS schopni mnohem přesněji studovat vliv Dark Matter. "Různé temné energetické modely se liší v tom, jak zrychlení expanze vesmíru v průběhu času pokračuje," řekl Eisenstein. „BOSS měří historii expanze, což nám umožňuje odvodit rychlost zrychlení. Zjistili jsme výsledky, které jsou vysoce konzistentní s předpovědi kosmologického konstantního modelu, tj. Modelu, ve kterém má temná energie konstantní hustotu v čase. “
Kromě měření distribuce normální hmoty, aby se určil vliv temné energie, pracuje SDSS-III Collaboration na mapování Mléčné dráhy a hledání extrasolárních planet. Měření BOSS jsou podrobně popsána v řadě článků, které byly minulým měsícem zaslány do časopisů spoluprací BOSS a všechny jsou nyní k dispozici online.
A BOSS není jedinou snahou porozumět rozsáhlé struktuře našeho vesmíru a tomu, jak ho formovaly všechny jeho záhadné síly. Právě minulý měsíc profesor Stephen Hawking oznámil, že superpočítačové centrum COSMOS na Cambridge University vytvoří dosud nejpodrobnější 3D mapu vesmíru.
Spoléhají se na data získaná údaji CMB získanými satelitem Planck ESA a informacemi z průzkumu temné energie a také doufají, že změří vliv, který má temná energie na distribuci hmoty v našem vesmíru. Kdo ví? Za pár let můžeme velmi dobře pochopit, jak všechny základní síly ovládající vesmír spolupracují.
