Z komunikatu prasowego JPL:
Pięcioletnie badanie 200 000 galaktyk, rozciągające się w czasie kosmicznym o siedem miliardów lat, doprowadziło do jednego z najlepszych niezależnych potwierdzeń, że ciemna energia rozbija nasz wszechświat z przyspieszającymi prędkościami. W badaniu wykorzystano dane z kosmicznego eksploratora kosmicznego NASA Galaxy Evolution Explorer i anglo-australijskiego teleskopu na Siding Spring Mountain w Australii.
Odkrycia oferują nowe poparcie dla ulubionej teorii działania ciemnej energii - jako stałej siły, równomiernie wpływającej na wszechświat i napędzającej jego niekontrolowaną ekspansję. Zaprzeczają one alternatywnej teorii, w której grawitacja, a nie ciemna energia, jest siłą rozsuwającą przestrzeń. Zgodnie z tą alternatywną teorią, z którą nowe wyniki badań nie są spójne, koncepcja grawitacji Alberta Einsteina jest błędna, a grawitacja staje się odpychająca, a nie atrakcyjna, gdy działa na duże odległości.
„Działanie ciemnej energii jest tak, jakbyś rzucił piłkę w powietrze, i coraz szybciej przyspieszał w niebo”, powiedział Chris Blake z Swinburne University of Technology w Melbourne, Australia. Blake jest głównym autorem dwóch artykułów opisujących wyniki, które ukazały się w ostatnich wydaniach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. „Wyniki mówią nam, że ciemna energia jest kosmologiczną stałą, jak zaproponował Einstein. Gdyby przyczyną była grawitacja, nie obserwowalibyśmy tych stałych efektów ciemnej energii przez cały czas ”.
Uważa się, że ciemna energia dominuje w naszym wszechświecie, stanowiąc około 74 procent. Ciemna materia, nieco mniej tajemnicza substancja, stanowi 22 procent. Tak zwana normalna materia, wszystko z atomami lub rzeczy, które tworzą żywe stworzenia, planety i gwiazdy, to tylko około czterech procent kosmosu.
Idea ciemnej energii została zaproponowana w poprzedniej dekadzie, w oparciu o badania odległych eksplodujących gwiazd zwanych supernowymi. Supernowe emitują stałe, mierzalne światło, czyniąc je tak zwanymi „standardowymi świecami”, które pozwalają obliczyć ich odległość od Ziemi. Obserwacje wykazały, że ciemna energia wyrzuca obiekty z przyspieszającymi prędkościami.
Ciemna energia walczy o przeciąganie liny z grawitacją. We wczesnym wszechświecie grawitacja objęła prowadzenie, dominując ciemną energię. Około 8 miliardów lat po Wielkim Wybuchu, gdy przestrzeń rozszerzyła się i materia uległa rozcieńczeniu, przyciąganie grawitacyjne osłabło, a ciemna energia zyskała przewagę. Za miliardy lat ciemna energia będzie jeszcze bardziej dominująca. Astronomowie przewidują, że nasz wszechświat będzie kosmicznym pustkowiem, z galaktykami rozmieszczonymi tak daleko, że żadne inteligentne istoty w nich żyjące nie będą w stanie zobaczyć innych galaktyk.
Nowa ankieta zapewnia dwie osobne metody niezależnego sprawdzania wyników supernowych. Po raz pierwszy astronomowie przeprowadzili te kontrole w całym kosmicznym okresie czasu zdominowanym przez ciemną energię. Zespół rozpoczął od złożenia największej trójwymiarowej mapy galaktyk w odległym wszechświecie, wykrytej przez Eksploratora Galaxy Evolution. Teleskop wykrywający promieniowanie ultrafioletowe przeskanował około trzech czwartych nieba, obserwując setki milionów galaktyk.
„Eksplorator Galaxy Evolution Explorer pomógł zidentyfikować jasne, młode galaktyki, które idealnie nadają się do tego rodzaju badań” - powiedział Christopher Martin, główny badacz misji w California Institute of Technology w Pasadenie. „To zapewniło rusztowanie dla tej ogromnej mapy 3D.”
Astronomowie uzyskali szczegółowe informacje o świetle dla każdej galaktyki za pomocą Anglo-Australijskiego Teleskopu i zbadali wzór odległości między nimi. Fale dźwiękowe z bardzo wczesnego wszechświata pozostawiły odciski we wzorach galaktyk, powodując rozdzielenie par galaktyk o około 500 milionów lat świetlnych.
Ta „standardowa linijka” została użyta do określenia odległości od par galaktyk do Ziemi - im bliżej nas jest para galaktyk, tym dalej galaktyki będą się od siebie pojawiać na niebie. Podobnie jak w przypadku badań supernowych, dane dotyczące odległości zostały połączone z informacjami o prędkościach, w których pary oddalają się od nas, ujawniając, po raz kolejny, przestrzeń kosmiczna rozpada się coraz szybciej.
Zespół wykorzystał także mapę galaktyk do zbadania, jak gromady galaktyk rosną w czasie, podobnie jak miasta, ostatecznie zawierające wiele tysięcy galaktyk. Gromady przyciągają nowe galaktyki poprzez grawitację, ale ciemna energia rozrywa gromady. Spowalnia ten proces, umożliwiając naukowcom pomiar siły odpychającej ciemnej energii.
„Obserwacje astronomów w ciągu ostatnich 15 lat doprowadziły do jednego z najbardziej zaskakujących odkryć w naukach fizycznych; ekspansja wszechświata, wywołana przez Wielki Wybuch, przyspiesza ”- powiedział Jon Morse, dyrektor działu astrofizyki w centrali NASA w Waszyngtonie. „Dzięki całkowicie niezależnym metodom dane z Eksploratora Galaxy Evolution pomogły nam zwiększyć zaufanie do istnienia ciemnej energii”.
Więcej informacji można znaleźć w Australijskim Obserwatorium Astronomicznym
