Obrazový kredit: Hubble
Vysokoškolští vědci spoluzakládali mezinárodní spolupráci, která se snaží s novou přesností změřit záhadnou sílu, která způsobuje rozpad vesmíru. Plány požadují, aby projekt, nazvaný Průzkum temné energie, shromažďoval údaje o přibližně 300 milionech galaxií, které pokrývají dvě třetiny historie vesmíru.
Průzkum by mohl začít dělat pozorování již na podzim roku 2009. Přestože DES zůstává ve vzdálenosti více než čtyř let, ambicióznější průzkumy budou trvat nejméně deset let, než budou k dispozici výsledky. "Nechci tak dlouho čekat?" řekl Joshua Frieman, profesor astronomie a astrofyziky a vysoké školy.
Podle účetních metod fyziky tvoří temná energie 70 procent vesmíru. Temná energie může být projevem kosmologické konstanty Alberta Einsteina, síly, která působí po celou dobu a na všech místech v celém vesmíru. Mohlo by to být také zhroucení Einsteinovy teorie gravitace na velkých měřítcích.
„V podstatě vyžaduje, aby gravitace byla odpudivá?“ řekl Wayne Hu, docent v oboru astronomie a astrofyziky. „To je podle našich standardních teorií gravitace možné, ale neočekává se to.“ Ať už je jakákoli temná energie, řekl Frieman, je pravděpodobné, že bude mít zásadní důsledky pro základní fyziku.
Spolupráce DES se skládá z výzkumníků v Chicagu, Fermi National Accelerator Laboratory, University of Illinois v Urbana-Champaign, Lawrence Berkeley National Laboratory a Cerro Tololo Inter-American Observatory, jakož i skupin ze Spojeného království a Barcelony, Španělsko. Financování projektu 20 milionů dolarů bude pravděpodobně pocházet především z amerického ministerstva energetiky, evropských agentur financování, členských institucí a dalších agentur a zdrojů.
Frieman vede univerzitní součást spolupráce. Připojit se k němu a Hu ve spolupráci jsou John Carlstrom, S. Chandrasekhar Distinguished Service Professor v Astronomy & Astrophysics a College; Scott Dodelson, profesor astronomie a astrofyziky a kolegiálního oddělení fyzických věd; Stephen Kent, docent v oboru astronomie a astrofyziky; Erin Sheldon, člen institutu Kavli pro kosmetickou fyziku; a Risa Wechsler, členka Hubble Fellow v Kosli Institute for Cosmological Physics. Frieman a Dodelson jsou také členy Fermilabovy Teoretické astrofyziky, která vede Dodelson, zatímco Kent vede Fermilabovu experimentální astrofyziku.
DES bude vyžadovat instalaci 520-megapixelové kamery na stávající čtyřmetrový dalekohled Blanco na meziamerické observatoři Cerro Tololo v Chile. „To by bylo větší než kterákoli jiná existující optická kamera na světě,“ Řekl Frieman.
Několik stovek megapixelů nemusí znít tolik, řekl Frieman, „ale nejedná se o stejné pixely, které jdou do ruky. Mají mnohem vyšší citlivost. Jsou to vysoce přesné detektory s vysokou účinností. Kamera dále umožní vědcům zkoumat oblohu 10krát rychleji, než by mohli na kterékoli existující americké observatoři.
„Kamera, která je nyní na dalekohledu, má příliš malé zorné pole. Trvalo nám mnoho desítek let, než jsme provedli průzkum ,? Řekl Frieman.
Nová kamera umožní DES použít čtyři techniky při pokusu rozlišovat mezi dvěma širokými vysvětleními temné energie - kosmologickou konstantou nebo rozpadem gravitace.
"První metoda a ta, která skutečně řídí průzkum, je spočítat shluky galaxií," Řekl Frieman. V tomto úsilí bude spolupracovat s Carlstromovým dalekohledem South Pole, který má začít pozorovat v březnu 2007.
SPT pomůže odhalit, jestli temná energie potlačila tvorbu galaktických shluků v průběhu historie vesmíru. Rádiový dalekohled, SPT detekuje klastry galaxií podle toho, jak narušují mikrovlnné záření zbylé z velkého třesku. Pokud teoretici vědí, jak vzdálené a jak velké jsou shluky galaxií, mohou předpovídat, kolik jich by mělo být v přítomnosti temné energie. DES provede optická měření, aby odhadla jejich vzdálenost barvami galaxií a jejich hmotností gravitační čočkou, zkreslení světla intervenující galaxií. "To je opravdu elegantní test," Hu řekl.
Třetí technika využívá gravitační čočky v kosmickém měřítku. Teoretici mohou předpovídat vliv temné energie na rozsáhlé rozdělení temné hmoty. Díky velké oblasti průzkumu může DES měřit drobné zkreslení obrazu galaxií vyvolané kolísáním hustoty temné hmoty.
Čtvrtá metoda zahrnuje stejnou techniku, která vedla k objevu temné energie v roce 1998: změření vzdálenosti k určitému typu explodující hvězdy k rekonstrukci historie expanze vesmíru. Astronomové studovali tyto explodující hvězdy a očekávali, že zjistí, že expanze vesmíru se postupem času zpomalila. Místo toho objevili zrychlenou expanzi.
? Tyto techniky se navzájem velmi dobře doplňují? Řekl Frieman. „Trpí různými zdroji chyb, takže pokud souhlasí, dává vám to důvěru ve váš výsledek.“
Hu doufá, že testy odhalí určitý rozpor mezi předpovědi a realitou. „Pro mě by to byla ta nejzajímavější věc.“
Původní zdroj: University of Chicago News Release
