Οι επιστήμονες απέκτησαν την πιο καθαρή εικόνα μέχρι σήμερα για τη διαστολή του σύμπαντος και τη σκοτεινή ενέργεια, τη μυστηριώδη δύναμη που προκαλεί την επιταχυνόμενη επέκτασή του. Η ανακάλυψη προέκυψε από την ανάλυση δεδομένων έξι ετών που συλλέχθηκαν από την Dark Energy Camera (DECam), η οποία είναι εγκατεστημένη στο τηλεσκόπιο Víctor M. Blanco 4 μέτρων του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών των ΗΠΑ.
Η μεγαλύτερη ανάλυση δεδομένων μέχρι σήμερα
Τα δεδομένα προέρχονται από 758 νύχτες παρατηρήσεων, καλύπτοντας το ένα όγδοο του ουρανού, στο πλαίσιο του Dark Energy Survey (DES) μεταξύ 2013 και 2019. Η κάμερα των 570 megapixel κατέγραψε πληροφορίες από 669 εκατομμύρια γαλαξίες, σε αποστάσεις δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.
Για πρώτη φορά, τέσσερις διαφορετικές μέθοδοι μελέτης της σκοτεινής ενέργειας συνδυάστηκαν σε μία ενιαία ανάλυση, διπλασιάζοντας τη δύναμη των περιορισμών σχετικά με την επίδρασή της.
«Ρίχνουν νέο φως στην κατανόηση του σύμπαντος»
«Αυτά τα αποτελέσματα από το DES ρίχνουν νέο φως στην κατανόησή μας για το σύμπαν και τη διαστολή του», δήλωσε η Regina Rameika, αναπληρώτρια διευθύντρια στο Γραφείο Φυσικής Υψηλών Ενεργειών του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ. «Δείχνουν πώς οι μακροχρόνιες επενδύσεις στην έρευνα και ο συνδυασμός πολλαπλών αναλύσεων αποκαλύπτουν τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος».
Το πρόβλημα της σκοτεινής ενέργειας
Οι πρώτες ενδείξεις για τη σκοτεινή ενέργεια εμφανίστηκαν το 1998, όταν αστρονόμοι παρατήρησαν ότι μακρινοί υπερκαινοφανείς τύπου Ia απομακρύνονταν ταχύτερα απ’ ό,τι αναμενόταν. Αυτό επιβεβαίωσε ότι το σύμπαν όχι μόνο διαστέλλεται, αλλά η διαστολή του επιταχύνεται.
Σήμερα, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι η σκοτεινή ενέργεια αποτελεί περίπου το 68% της συνολικής ενέργειας και ύλης του σύμπαντος. Ωστόσο, δεν κυριαρχούσε πάντα: η επίδρασή της υπερίσχυσε της βαρύτητας σε μεγάλες κλίμακες πριν από 3 έως 7 δισεκατομμύρια χρόνια.
Σύγκριση κοσμολογικών μοντέλων
Οι ερευνητές ανακατασκεύασαν την κατανομή της ύλης τα τελευταία 6 δισεκατομμύρια χρόνια και τη συνέκριναν με δύο βασικά μοντέλα:
- το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο LCDM, όπου η σκοτεινή ενέργεια είναι σταθερή
- το εκτεταμένο μοντέλο wCDM, όπου η σκοτεινή ενέργεια μπορεί να εξελίσσεται με τον χρόνο
Τα αποτελέσματα συμφωνούν και με τα δύο, ωστόσο αποκάλυψαν σημαντική απόκλιση στον τρόπο με τον οποίο οι σύγχρονοι γαλαξίες ομαδοποιούνται, κάτι που δεν προβλέπεται πλήρως από καμία θεωρία.
Το επόμενο μεγάλο βήμα
Το επόμενο στάδιο του DES είναι ο συνδυασμός των δεδομένων της DECam με παρατηρήσεις 20 δισεκατομμυρίων γαλαξιών από το Αστεροσκοπείο Vera C. Rubin, στο πλαίσιο της δεκαετούς έρευνας Legacy Survey of Space and Time.
«Το DES ήταν μεταμορφωτικό και το Vera Rubin θα μας πάει ακόμη πιο μακριά», δήλωσε ο Chris Davis του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών. «Η πρωτοφανής χαρτογράφηση του νότιου ουρανού θα επιτρέψει νέες δοκιμές της βαρύτητας και θα ρίξει φως στη σκοτεινή ενέργεια».
Η έρευνα έχει υποβληθεί στο επιστημονικό περιοδικό Physical Review D και είναι διαθέσιμη στο arXiv, ανοίγοντας τον δρόμο για βαθύτερη κατανόηση του σκοτεινού σύμπαντος.
