Nova kosmička mapa podržava Ajnštajnovo predviđanje o gravitaciji

Foto: Lawrence Berkeley National Lab/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA, CC BY 4.0 via Wikimedia Commons

Analiza podataka spektroskopskog instrumenta DESI na planinskom vrhu u Arizoni prati razvoj kosmičke strukture tokom najvećeg dela istorije univerzuma, obezbeđujući dosad najprecizniji test kako se gravitacija ponaša u veoma velikim razmerama.

Rezultat je potvrda vodećeg modela univerzuma i ograničava moguće teorije modifikovane gravitacije, predložene radi objašnjenja ubrzanog širenja univerzuma.

Preporučujemo

Projekat DESI uključuje više od 900 istraživača iz više od 70 institucija širom sveta i njime upravlja laboratorija Berkli američkog ministarstva energije.

DESI ima 5.000 „očiju“ od optičkih vlakana, a svako oko može da sakupi svetlost iz neke galaksije za samo 20 minuta. Profesori Piter Doel i Dejvid Bruks sa Londonskog univerzitetskog koledža (UCL) pomogli su u dizajniranju i konstrukciji optičkog korektora – šest sočiva, najveće široko 1,1 metar, koja fokusiraju svetlost na „oči“.

Sa podacima sakupljenim samo u toku godinu dana, DESI je izveo najpreciznije sveukupno merenje razvoja strukture univerzuma, nadmašujući ranije pokušaje kojima su bile potrebne decenije.

„Grupisanje DESI galaksija u ogromnim kosmološkim razmerama spektakularno potvrđuje Ajnštajnovu teoriju gravitacije i govori nam o tamnoj materiji i tamnoj energiji. Grupisanje galasija takođe postavlja gornje granice još nepoznatoj masi malenih čestica zvanih neutrini, čije prisustvo utiče na rast strukture“, kažu naučnici.

Raniji eksperimenti su pokazali da zbir masa tri tipa neutrina treba da bude barem 0,059 eV/c2. (Poređenja radi, elektron ima masu od oko 511,000 eV/c2). Rezultati DESI ukazuju da bi zbir trebalo da bude manji od 0,071 eV/c2, ostavljajući mali prostor za mase neutrina.

Opšti relativitet je veoma dobro testiran u razmerama solarnih sistema, ali moramo testirati da li naše pretpostavke važe za mnogo veće razmere, kažu istraživači. Izučavanje brzine kojom su se galaksije formirale omogućava direktno testiranje naših teorija i zasad su u skladu sa predviđanjima opštog relativiteta u kosmološkim razmerama.

Složena analiza je koristila skoro šest miliona galaksija i kvazara i omogućila istraživačima da vide do 11 milijardi godina u prošlost.

Novi rezultati predstavljaju proširenu analizu prve godine podataka pomoću kojih je DESI u aprilu napravio dosad najveću 3D mapu našeg univerzuma i otkrio pokazatelje da tamna energija možda evoluira tokom vremena.

Rezultati iz aprila su se odnosili na poseban način grupisanja galaksija poznat kao barionske akustične oscilacije (BAO). Nova naliza – „analiza punog oblika“ – proširuje obim radi dobijanja više informacija iz podataka, mereći kako su galaksije i materija distribuirane u različitim razmerama širom svemira.

Bilo je potrebno više meseci dodatnog rada i provera. Poput prethodne studije, upotrebljena je tehnika skrivanja rezultata od naučnika do samog kraja, radi umanjivanja bilo kakve nesvesne subjektivnosti.

DESI je konstruisan i njime se upravlja pomoću sredstava od kancelarije za nauku ministarstva energije SAD. Instrument je postavljen na teleskop „Mejol“ Nacionalne naučne fondacije u Opservatoriji Kit Pik. Taj eksperiment je sad u četvrtoj od pet godina posmatranja neba i planira da zabeleži oko 40 miliona galaksija i kvazara do kraja projekta.

U toku je analiza prve tri godine podataka i ažurirana merenja tamne energije i istorije širenja univerzuma trebalo bi da budu obajvljena na proleće sledeće godine. Prošireni rezultati instrumenta DESI su u skladu sa ranije pretpostavljenom evoluiraćom tamnom energijom, što povećava iščekivanje predstojeće analize.

(Telegraf Nauka/UCL)