Taikydami pažangiausias kompiuterijos žinias daugybei naujų astronominių duomenų, „Sloan Digital Sky Survey“ (SDSS) tyrėjai šiandien pranešė apie pirmąjį patikimą kosminio padidinimo nustatymą dideliais masteliais - Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos, taikytos galaktikų pasiskirstymui, prognozę. , tamsiosios materijos ir tolimieji kvazariai.
Šios išvados, priimtos publikuoti „Astrophysical Journal“, detalizuoja subtilius iškraipymus, kuriuos patiria šviesa, keliaudama iš tolimųjų kvazarų per tamsiosios medžiagos ir galaktikų tinklą prieš pasiekdama stebėtojus čia, Žemėje.
SDSS atradimas užbaigia prieš du dešimtmečius vykusį nesutarimą tarp ankstesnių padidinimo matavimų ir kitų kosmologinių bandymų, susijusių su ryšiu tarp galaktikų, tamsiosios medžiagos ir visos Visatos geometrijos.
„Fono galaktikų formos iškraipymai dėl gravitacinio lęšio pirmą kartą buvo pastebėti daugiau nei prieš dešimtmetį, tačiau niekas negalėjo patikimai aptikti lęšio signalo didinamosios dalies“, - aiškino pagrindinis tyrėjas Ryanas Scrantonas iš Pitsburgo universiteto.
Kai šviesa eina per 10 milijardų metų kelionę iš tolimojo kvazaro, ją nukreipia ir sufokusuoja tamsiosios medžiagos ir galaktikų gravitacinė trauka, vadinama gravitaciniu lęšiu. SDSS tyrėjai galutinai išmatavo kvazarų šiek tiek pašviesėjimą arba „padidinimą“ ir sujungė efektą į galaktikų ir tamsiosios medžiagos tankį kvazaro šviesos kelyje. SDSS komanda nustatė šį padidinimą 200 000 kvazarų ryškumu.
Nors gravitacinis lęšis yra pagrindinė Einšteino bendrojo reliatyvumo prognozė, SDSS bendradarbiavimo atradimas suteikia naują dimensiją.
„Didinimo efekto stebėjimas yra svarbus Einšteino teorijos pagrindinio numatymo patvirtinimas“, - aiškino SDSS bendradarbis Bobas Nicholis iš Portsmuto universiteto (JK). „Tai taip pat suteikia mums svarbų standartinio modelio, sukurto paaiškinti galaktikų, galaktikų grupių ir tamsiosios medžiagos sąveiką, nuoseklumą“.
Astronomai jau du dešimtmečius bando išmatuoti šį gravitacinio lęšio aspektą. Tačiau padidinimo signalas yra labai mažas - vos keliais procentais padidėja šviesa, sklindanti iš kiekvieno kvazaro. Norint aptikti tokį nedidelį pokytį, reikėjo labai didelio kvazarų pavyzdžio, tiksliai išmatuojant jų ryškumą.
„Nors praeityje daugelis grupių pranešė apie aptiktus kosminius padidinimus, jų duomenų rinkiniai nebuvo pakankamai dideli ar tikslūs, kad būtų galima atlikti galutinį matavimą, o rezultatus buvo sunku suderinti su standartine kosmologija“, - pridūrė Brice Menard, Pažangių studijų institutas Prinstone, NJ.
Proveržis įvyko šių metų pradžioje, naudojant tiksliai sukalibruotą 13 milijonų galaktikų ir 200 000 kvazarų pavyzdį iš SDSS katalogo. Visiškai skaitmeniniai SDSS duomenys išsprendė daugelį techninių problemų, kurios kėlė ankstesnius bandymus išmatuoti padidinimą. Tačiau naujojo matavimo pagrindas buvo naujo būdo, kaip rasti kvazarus SDSS duomenyse, sukūrimas.
„Mes paėmėme moderniausias informatikos ir statistikos pasaulio idėjas ir pritaikėme jas savo duomenims“, - aiškino Gordonas Richardsas iš Prinstono universiteto.
Richardsas paaiškino, kad naudodamiesi naujais statistiniais metodais, SDSS mokslininkai sugebėjo išgauti kvazarų, 10 kartų didesnių nei įprasti metodai, pavyzdį, kuris leido pasiekti nepaprastą padidinimo signalo radimo tikslumą. „Mūsų akivaizdus objektyvo signalo aptikimas negalėjo būti padarytas be šių metodų“, - padarė išvadą Richardsas.
Naujausi didelio masto galaktikų paplitimo, kosminės mikrobangų fono ir tolimų supernovų stebėjimai paskatino astronomus sukurti „standartinį kosmologijos modelį“. Šiame modelyje matomos galaktikos sudaro tik mažą dalį visos Visatos masės, likusios yra sudarytos iš tamsiosios materijos.
Bet norint suderinti ankstesnius kosminio padidinimo signalo matavimus su šiuo modeliu, reikėjo padaryti neįtikėtinas prielaidas apie galaktikų pasiskirstymą dominuojančios tamsiosios medžiagos atžvilgiu. Kai kas tai padarė išvadą, kad pagrindinis kosmologinis vaizdas buvo neteisingas ar bent jau nenuoseklus. Tačiau tikslesni SDSS rezultatai rodo, kad ankstesni duomenų rinkiniai greičiausiai nebuvo iššūkis matavimui.
„Turėdami SDSS kokybės duomenis ir daug geresnį kvazarų atrankos metodą, mes leidome šiai problemai atsikratyti“, - teigė Scrantonas. „Mūsų vertinimas sutinka su viskuo, ką mums pasako Visata, ir nerimastingas nesutarimas yra išspręstas“.
„Dabar, kai mes įrodėme, kad galime patikimai išmatuoti kosminį padidinimą, kitas žingsnis bus naudoti jį kaip įrankį, kur galima išsamiau ištirti galaktikų, tamsiosios medžiagos ir šviesos sąveiką“, - sakė Andrew Connolly. iš Pitsburgo universiteto.
Originalus šaltinis: SDSS žinių laida
