Zrozumienie czegoś, czego nie możemy zobaczyć, było problemem, który astronomowie przezwyciężyli w przeszłości. Korzystając z metody silnego soczewkowania grawitacyjnego - gdzie ogromna gromada galaktyk działa jak kosmiczna soczewka powiększająca - międzynarodowy zespół astronomów po raz pierwszy zbadał nieuchwytną ciemną energię. Zespół informuje, że w połączeniu z istniejącymi technikami ich wyniki znacznie poprawiają bieżące pomiary masy i zawartości energii we wszechświecie.
Korzystając z danych zebranych przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a oraz naziemne teleskopy, zespół przeanalizował obrazy 34 bardzo odległych galaktyk położonych za Abellem 1689, jedną z największych i najbardziej masywnych znanych gromad galaktyk we wszechświecie.
Przez soczewkę grawitacyjną Abell 1689 astronomowie, pod przewodnictwem Erica Jullo z JPL i Priyamvady Natarajana z Yale University, byli w stanie wykryć słabe, odległe galaktyki tła - których światło było wygięte i rzutowane przez potężne przyciąganie grawitacyjne gromady - w w podobny sposób, jak soczewka soczewki powiększającej zniekształca obraz obiektu.
Korzystając z tej metody, byli w stanie zmniejszyć całkowity błąd w parametrze równania stanu o 30 procent, w połączeniu z innymi metodami.
Sposób, w jaki obrazy zostały zniekształcone, dał astronomom wskazówki co do geometrii przestrzeni między Ziemią, gromadą i odległymi galaktykami. „Treść, geometria i los wszechświata są ze sobą powiązane, więc jeśli możesz ograniczyć dwie z tych rzeczy, dowiesz się czegoś o trzeciej” - powiedział Natarajan.
Zespół był w stanie zawęzić zakres obecnych oszacowań dotyczących wpływu ciemnej energii na wszechświat, oznaczony wartością w, o 30 procent. Zespół połączył swoją nową technikę z innymi metodami, w tym z wykorzystaniem supernowych, gromad galaktyk rentgenowskich i danych ze statku kosmicznego Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), aby ograniczyć wartość w.
„Ciemna energia charakteryzuje się zależnością między jej ciśnieniem a gęstością: jest to znane jako równanie stanu”, powiedział Jullo. „Naszym celem była próba oszacowania tego związku. Uczy nas o właściwościach ciemnej energii i o tym, jak wpłynęło to na rozwój Wszechświata. ”
Ciemna energia stanowi około 72 procent całej masy i energii we wszechświecie i ostatecznie zadecyduje o jej losie. Nowe wyniki potwierdzają wcześniejsze ustalenia, że natura ciemnej energii prawdopodobnie odpowiada płaskiemu wszechświatowi. W tym scenariuszu ekspansja wszechświata będzie nadal przyspieszać, a wszechświat będzie się powiększał na zawsze.
Astronomowie twierdzą, że prawdziwą siłą tego nowego wyniku jest to, że opracowuje on całkowicie nowy sposób pozyskiwania informacji o nieuchwytnej ciemnej energii i oferuje wielką obietnicę dla przyszłych zastosowań.
Według naukowców ich metoda wymagała wielu drobiazgowych kroków. Spędzili kilka lat, opracowując specjalistyczne modele matematyczne i dokładne mapy materii - zarówno ciemnej, jak i „normalnej” - które razem tworzą gromadę Abell 1689.
Odkrycia znajdują się w numerze czasopisma Science z 20 sierpnia.
Źródła: Yale University, Science Express. ESA Hubble.
