A NASA tudósai a sötét energiát vizsgálják – ideje felülvizsgálni Albert Einstein gravitációs elméletét?

Sötét energia illusztráció. Köszönetnyilvánítás: Frank Summers, Space Telescope Science Institute vizualizációja. Szimuláció: Martin White, UC Berkeley és Lars Hernquist, Harvard Egyetem

Megoldható-e az asztrofizika egyik legnagyobb rejtvénye Albert Einstein gravitációs elméletének átdolgozásával? Egy új tanulmány szerint még nem, társszerzője[{” attribute=””>NASA scientists.

The universe is expanding at an accelerating rate, and physicists don’t know why. This phenomenon seems to contradict everything scientists understand about gravity’s effect on the cosmos: It’s as if you threw an apple in the air and instead of coming back down, it continued upward, faster and faster. The cause of the cosmic acceleration, dubbed dark energy, remains a mystery.

A new study marks the latest effort to determine whether this is all simply a misunderstanding: that expectations for how gravity works at the scale of the entire universe are flawed or incomplete. This potential misunderstanding might help researchers explain dark energy. However, the study – one of the most precise tests yet of Albert Einstein’s theory of gravity at cosmic scales – finds that the current understanding still appears to be correct. The study was from the international Dark Energy Survey, using the Victor M. Blanco 4-meter Telescope in Chile.

The results, authored by a group of scientists that includes some from NASA’s Jet Propulsion Laboratory (Webb SMACS 0723

This image – the first released from NASA’s James Webb Space Telescope – shows the galaxy cluster SMACS 0723. Some of the galaxies appear smeared or stretched due to a phenomenon called gravitational lensing. This effect can help scientists map the presence of dark matter in the universe. Credit: NASA, ESA, CSA, and STScI

More than a century ago, Albert Einstein developed his Theory of General Relativity to describe gravity. Thus far it has accurately predicted everything from the orbit of Mercury to the existence of black holes. But some scientists have argued that if this theory can’t explain dark energy, then maybe they need to modify some of its equations or add new components.

To find out if that’s the case, members of the Dark Energy Survey looked for evidence that gravity’s strength has varied throughout the universe’s history or over cosmic distances. A positive finding would indicate that Einstein’s theory is incomplete, which might help explain the universe’s accelerating expansion. They also examined data from other telescopes in addition to Blanco, including the ESA (European Space Agency) Planck satellite, and reached the same conclusion.

Einstein’s theory still works, according to the study. So no there’s no explanation for dark energy yet. However, this research will feed into two upcoming missions: ESA’s Euclid mission, slated for launch no earlier than 2023, which has contributions from NASA; and NASA’s Nancy Grace Roman Space Telescope, targeted for launch no later than May 2027. Both telescopes will search for changes in the strength of gravity over time or distance.

Blurred Vision

How do scientists know what happened in the universe’s past? By looking at distant objects. A light-year is a measure of the distance light can travel in a year (about 6 trillion miles, or about 9.5 trillion kilometers). That means an object one light-year away appears to us as it was one year ago, when the light first left the object. And galaxies billions of light-years away appear to us as they did billions of years ago. The new study looked at galaxies stretching back about 5 billion years in the past. Euclid will peer 8 billion years into the past, and Roman will look back 11 billion years.

The galaxies themselves don’t reveal the strength of gravity, but how they look when viewed from Earth does. Most matter in our universe is dark matter, which does not emit, reflect, or otherwise interact with light. While physicists don’t know what it’s made of, they know it’s there, because its gravity gives it away: Large reservoirs of dark matter in our universe warp space itself. As light travels through space, it encounters these portions of warped space, causing images of distant galaxies to appear curved or smeared. This was on display in one of first images released from NASA’s James Webb Space Telescope.


Ez a videó a gravitációs lencséknek nevezett jelenséget magyarázza el, amely a galaxisokról készült képek torzulását vagy elkenődését okozhatja. Ezt a torzulást a gravitáció okozza, és a tudósok a hatás segítségével kimutathatják a sötét anyagot, amely nem bocsát ki és nem veri vissza a fényt. Köszönetnyilvánítás: a NASA Goddard Űrrepülési Központja

A Dark Energy Survey tudósai galaxisok képeit keresik, hogy megtalálják a sötét anyag térben való elhajlásából adódó finomabb torzulásokat, ezt a hatást gyenge gravitációs lencséknek nevezik. A gravitáció ereje határozza meg a sötét anyag struktúráinak méretét és eloszlását, a mérete és eloszlása ​​pedig meghatározza, hogy ezek a galaxisok mennyire elvetemültek számunkra. Így a képek felfedhetik a gravitációs erőt a Földtől különböző távolságokban és a világegyetem történetének távoli időszakaiban. A csoport mostanra több mint 100 millió galaxis alakját mérte meg, és eddig a megfigyelések összhangban vannak az Einstein elmélete által megjósolttal.

“Még mindig van lehetőség megkérdőjelezni Einstein gravitációs elméletét, mivel a mérések egyre pontosabbak lesznek” – mondta Agnès Ferté, a tanulmány társszerzője, aki a JPL posztdoktori kutatójaként végezte a vizsgálatot. – De annyi dolgunk van, mielőtt készen állunk Eukleidész és Roman előtt. Ezért alapvető fontosságú, hogy továbbra is együtt dolgozzunk a tudósokkal világszerte ebben a kérdésben, ahogyan azt a Dark Energy Survey esetében is tettük.”

Hivatkozás: „Dark Energy Survey Year 3 Results: Constraints on extensions to ΛCDM with low lensing and galaxis clustering”, DES Collaboration: TMC Abbott, M. Aguena, A. Alarcon, O. Alves, A. Amon, J. Annis, S Avila, D. Bacon, E. Baxter, K. Bechtol, MR Becker, GM Bernstein, S. Birrer, J. Blazek, S. Bocquet, A. Brandao-Souza, SL Bridle, D. Brooks, DL Burke, H Camacho , A. Campos, A. Carnero Rosell, M. Carrasco Kind, J. Carretero, FJ Castander, R. Cawthon, C. Chang, A. Chen, R. Chen, A. Choi, C. Conselice, J. Cordero, M. Costanzi, M. Crocce, LN da Costa, MES Pereira, C. Davis, TM Davis, J. DeRose, S. Desai, E. Di Valentino, HT Diehl, S. Dodelson, P. Doel, C. Doux, A. Drlica-Wagner, K. Eckert, TF Eifler, F. Elsner, J. Elvin-Poole, S. Everett, X. Fang, A. Farahi, I. Ferrero, A. Ferté, B. Flaugher, P Fosalba, D. Friedel, O. Friedrich, J. Frieman, J. García-Bellido, M. Gatti, L. Giani, T. Giannantonio, G. Giannini, D. Gruen, RA Gruendl, J. Gschwend, G. Gutierrez, N. Hamaus, I. Harrison, W G Hartley, K. Herner, SR Hinton, DL Hollowood, K. Honscheid, H. Huang, EM Huff, D. Huterer, B. Jain, DJ James, M. Jarvis, N. Jeffrey, T. Jeltema, A. Kovács , E. Krause, K. Kuehn, N. Kuropatkin, O. Lahav, S. Lee, P.-F. Leget, P. Lemos, CD Leonard, AR Liddle, M. Lima, H. Lin, N. MacCrann, JL Marshall, J. McCullough, J. Mena-Fernández, F. Menanteau, R. Miquel, V. Miranda, JJ Mohr, J. Muir, J. Myles, S. Nahur, A. Navarro-Alsina, R. C. Nichol, RLC Ogando, Y. Omori, A. Palmese, S. Pandey, Y. Park, M. Paterno, F. Paz- Chinchón, WJ Percival, A. Pieres, AA Plazas Malagón, A. Porredon, J. Prat, M. Raveri, M. Rodriguez-Monroy, P. Rogozenski, RP Rollins, AK Romer, A. Roodman, R. Rosenfeld, AJ Ross, ES Rykoff, S. Samuroff, C. Sánchez, E. Sanchez, J. Sanchez, D. Sanchez Cid, V. Scarpine, D. Scolnic, LF Secco, I. Sevilla-Noarbe, E. Sheldon, T. Shin , M. Smith, M. Soares-Santos, E. Suchyta, M. Tabbutt, G. Tarle, D. Thomas, C. To, A. Troja, MA Troxel, I. Tutusaus, TN Varga, M. Vincenzi, AR Walker, N. Weaverdyck, RH Wechsler, J. Weller, B. Yanny, B. Yin, Y. Zhang és J. Zuntz, 2022. július 12., Asztrofizika > Kozmológia és nem galaktikus asztrofizika.
arXiv:2207.05766

Leave a Comment

%d bloggers like this: