Kalbant apie tikslumą, visi siekia šimto procentų, tačiau išmatuoti kosminius atstumus paliekama šiek tiek daugiau galimybių. Vos prieš kelias dienas Baryono osciliacijos spektroskopinio tyrimo (BOSS) tyrėjai pranešė pasauliui, kad jiems pavyko išmatuoti atstumą iki galaktikų, esančių daugiau nei už šešis milijardus šviesmečių, iki tik vieno procento patikimumo lygio. Jei šis pranešimas neatrodo jaudinantis, pagalvokite, ką jis reiškia kitiems tyrimams. Šie nauji matavimai parodo visur esančios „tamsiosios energijos“, visuotinio plėtimosi šaltinio, savybes.
„Mūsų kasdieniniame gyvenime nėra daug dalykų, kuriuos žinome vieno procento tikslumu“, - teigė Davidas Schlegelis, Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos (LBNL) fizikas ir pagrindinis BOSS tyrėjas. „Dabar aš geriau žinau visatos dydį, nei žinau savo namo dydį.“
Tyrėjų komandos duomenis Amerikos astronomijos draugijos susirinkime pristatė Harvardo universiteto astronomas Danielis Eizenšteinas, pasaulinės organizacijos „Sloan Digital Sky Survey III“ (SDSS-III), kuri apima BOSS, direktorius. Jie išsamiai aprašomi straipsnių serijoje, kurią praėjusį mėnesį žurnalams pateikė „BOSS“ bendradarbiaudama, ir dabar jie visi prieinami kaip internetiniai atspausdinti variantai.
„Atstumo nustatymas yra pagrindinis astronomijos iššūkis“, - sakė Eizenšteinas. „Jūs matote ką nors danguje - kaip toli jis yra? Kai žinai, koks jis toli, staiga daug lengviau išmokti visa kita. “
Kai reikia išmatuoti atstumus kosmose, astronomai pritaikė daugybę metodų. Išmatuoti atstumus iki planetų buvo galima naudojant radarą, tačiau jis turi savo apribojimų ir eiti toliau į kosmosą reiškia mažiau tiesioginį metodą. Nors buvo įrodyta, kad jie yra nepaprastai tikslūs, vis dar yra neapibrėžtumo veiksnys, išreikštas procentais. Pvz., Jei jūs išmatuotumėte atstumą nuo objekto, esančio 200 mylių atstumu, iki tikrosios 2 mylių vertės, tuomet jūs išmatuojote 1% tikslumu. Kosmiškai kalbant, vos keli šimtai žvaigždžių ir saujelė žvaigždžių spiečių yra iš tikrųjų pakankamai arti, kad būtų galima taip tiksliai numatyti atstumus. Jie gyvena Paukščių Take ir yra vos už kelių tūkstančių šviesmečių. BOSS nuneša jį į kraštutinumą ... jo matavimai peržengia mūsų galaktikos ribas, daugiau nei milijoną kartų toliau, ir žemėlapiuose aprašo Visatą nepakartojamu tikslumu.
Dėl šių naujų, labai tikslų atstumo matavimų, BOSS astronomai žengia į priekį tamsiosios energijos srityje. „Mes dar nesuprantame, kas yra tamsi energija, - paaiškino Eizenšteinas, - tačiau mes galime įvertinti jos savybes. Tada mes palyginsime šias vertybes su tuo, ko tikimės iš jų, atsižvelgiant į mūsų dabartinį visatos supratimą. Kuo geresni mūsų matavimai, tuo daugiau galime išmokti. “
Tik kaip tai daroma? Pasiekti vieno procento matavimą per šešis milijardus šviesos metų nėra taip paprasta, kaip išmatuoti Saulės sistemos objektą ar net tokį, kuris yra mūsų galaktikoje. Štai čia ir žaidžia BOSS. Tai didžiausias iš keturių projektų, sudarančių „Sloan Digital Sky Survey III“ (SDSS-III), ir buvo sukurtas pasinaudojant šia technika: matuojant vadinamuosius „baronų akustinius virpesius“ (BAO), subtilias periodines bangas galaktikų pasiskirstymas kosmose. Šie virpėjimai yra slėgio bangų, kurios kadaise žengė į ankstyvąją Visatą tuo metu, kai viskas buvo taip karšta ir tanku, signalai, kai fotonai žygiavo kartu su baronais - daiktais, sukuriančiais atomų branduolius. Kadangi pulsacijos dydis yra žinomas, šį dydį dabar galima išmatuoti atvaizduojant galaktikas.
„Atlikdami šiuos galaktikų matavimus, gamta davė mums gražų valdovą“, - sakė Ashley Ross, Portsmuto universiteto astronomas. „Liniuotė būna pusės milijardo šviesmečių ilgio, todėl galime ją naudoti tiksliai matuoti atstumus, net iš labai toli.
Naudodamas savo specializuotus prietaisus, kurie vienu metu gali atlikti išsamius tūkstančio galaktikų matavimus, BOSS priėmė didžiulį iššūkį - nubrėžti daugiau nei milijono galaktikų vietą. „Giedrą naktį, kai viskas klostosi puikiai, į žemėlapį galime įtraukti daugiau nei 8000 galaktikų ir kvazarų“, - sakė Kaike Pan, stebinčių grupei vadovaujančiai SDSS-III „Sloan Foundation“ 2,5 metro teleskopui Apache Point observatorijoje, esančiame Apache. Naujasis Meksikas.
Nors prieš metus BOSS tyrimų komanda pateikė savo ankstyvuosius galaktikų žemėlapius ir pradedančius BAO matavimus, šie nauji duomenys apima dvigubai didesnę teritoriją ir suteikia dar tikslesnį matavimą - įskaitant ir netoliese esančioms galaktikoms. „Atlikdami šiuos matavimus dviem skirtingais atstumais, galime pamatyti, kaip bėgant laikui pasikeitė Visatos plėtimasis, ir tai padės mums suprasti, kodėl jis spartėja“, - aiškino Portsmuto universiteto astronome Rita Tojeiro, kuri yra BOSS galaktikų klasterio pirmininkė. darbo grupė kartu su Jeremy Tinkeriu iš Niujorko universiteto.
Panašią studiją taip pat atlieka Mariana Vargas-Magana, doktorantė iš Carnegie Mellon universiteto. Siekdama dar didesnio tikslumo, ji nagrinėja bet kokius subtilius efektus, kurie galėtų įtakoti BOSS matavimus. „Kai bandai pasiekti vieną procentą, tu turi būti paranojiškas dėl visko, kas gali net šiek tiek suklysti“, - sakė Vargas-Magana - pavyzdžiui, nedideli galaktikų identifikavimo skirtumai galėjo išmesti visą jų matavimą. pasiskirstymą, todėl reikėjo atidžiai tikrinti skirtingas dangaus dalis. „Laimei, - sakė Vargas-Magana, - mūsų komandoje yra daug rūpestingų žmonių, kurie patikrintų mūsų prielaidas. Kai visi jie patenkinti, esame tikri, kad nieko nepraleidome “.
Panašu, kad šie nauji BOSS atradimai atitinka tamsiosios energijos formą, kurią laikome per visą Visatos istoriją. Kaip rašoma pranešime spaudai, ši „kosmologinė konstanta“ yra tik vienas iš šešių skaičių, reikalingų modeliui, kuris sutampa su Visatos apimtimi ir struktūra, sukurti. Schlegelis palygina šį šešių skaičių modelį su stiklo plokšte, kuri yra pritvirtinta varžtais, kurie atspindi įvairius Visatos istorijos matavimus. „Dabar„ BOSS “turi vieną iš mažiausių varžtų, o mes jį dar davėme dar puse posūkio“, - sakė S. Schlegelis. „Kiekvieną kartą, kai sučiupote įtampą ir stiklas nesulaužys, tai yra modelio sėkmė“.
Originalus istorijos šaltinis: „Sloan Digital Sky Survey III“ naujienų leidinys. Tolesniam skaitymui: Makso Plancko instituto pranešimas spaudai.
