A tudósok a gravitáció tesztelésével segítenek a sötét energia vizsgálatában

Ez a kép – az első, amelyet a NASA James Webb Űrteleszkópja bocsátott ki – a SMACS 0723 galaxishalmazt mutatja. Úgy tűnik, hogy egyes galaxisok elkenődtek vagy megnyúltak a gravitációs lencséknek nevezett jelenség következtében. Ez a hatás segíthet a tudósoknak feltérképezni a sötét anyag jelenlétét a világegyetemben. Köszönetnyilvánítás: NASA, ESA, CSA, STScI

Megoldható-e az asztrofizika egyik legnagyobb rejtvénye Albert Einstein gravitációs elméletének átdolgozásával? Egy új tanulmány, amelynek társszerzője a NASA tudósai, még nem mond semmit.

Az univerzum egyre gyorsabban tágul, és a tudósok nem tudják, miért. Ez a jelenség ellentmondani látszik mindannak, amit a kutatók a gravitáció kozmoszra gyakorolt ​​hatásáról értenek: olyan, mintha egy almát a levegőbe dobnánk, és az egyre gyorsabban emelkedett. A sötét energiának nevezett gyorsulás oka továbbra is rejtély.

A nemzetközi Dark Energy Survey új tanulmánya, amely a chilei Victor M. Blanco 4 méteres távcsövet használta, a legutóbbi kísérlet annak megállapítására, hogy mindez csak félreértés-e: a gravitáció működésére vonatkozó elvárások az egész univerzum léptékében. hibásak vagy hiányosak. Ez a lehetséges félreértés segíthet a tudósoknak megmagyarázni a sötét energiát. De a tanulmány – Albert Einstein kozmikus léptékű gravitációelméletének eddigi egyik legpontosabb tesztje – úgy találja, hogy a jelenlegi felfogás még mindig helyesnek tűnik.

Az eredményeket, amelyeket tudósok egy csoportja írt, köztük néhány a NASA Sugárhajtómű Laboratóriumából, augusztus 23-án, szerdán mutatták be a Részecskefizikai és Kozmológiai Nemzetközi Konferencián (COSMO’22) Rio de Janeiróban. A munka segít előkészíteni az utat két olyan űrteleszkóp számára, amelyek az új tanulmánynál még alaposabban megvizsgálják a gravitációról alkotott értelmezésünket, és végül megoldhatják a rejtélyt.

Albert Einstein több mint egy évszázaddal ezelőtt kidolgozta általános relativitáselméletét a gravitáció leírására, és eddig pontosan megjósolt mindent a Merkúr pályájától a fekete lyukak létezéséig. De ha ez az elmélet nem tudja megmagyarázni a sötét energiát, érveltek egyes tudósok, akkor lehet, hogy módosítani kell néhány egyenletét, vagy új összetevőket kell hozzáadniuk.

Annak kiderítésére, hogy ez így van-e, a Dark Energy Survey tagjai bizonyítékokat kerestek arra vonatkozóan, hogy a gravitációs erő megváltozott az univerzum története vagy kozmikus távolságok során. A pozitív eredmény azt jelezné, hogy Einstein elmélete nem teljes, ami megmagyarázhatja az univerzum felgyorsult tágulását. Megvizsgálták a Blanco mellett más teleszkópok adatait is, köztük az ESA (Európai Űrügynökség) Planck műholdját, és ugyanerre a következtetésre jutottak.






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 tanulmány azt mutatja, hogy Einstein elmélete továbbra is működik. Tehát még nincs magyarázat a sötét energiára. Ez a kutatás azonban két soron következő küldetéshez fog hozzájárulni: az ESA Euclid küldetéséhez, amelyet legkorábban 2023-ban indítanak el, a NASA közreműködésével; és a NASA Nancy Grace római űrteleszkópja, amelyet 2027 májusára állítanak fel. Mindkét távcső a gravitáció erejének időbeli vagy távolsági változásait fogja vizsgálni.

Homályos látás

Honnan tudják a tudósok, hogy mi történt az univerzum múltjában? Távoli tárgyakra nézve. A fényév annak a távolságnak a mértéke, amelyet a fény egy év alatt megtehet (körülbelül 6 billió mérföldet vagy körülbelül 9,5 billió kilométert). Ez azt jelenti, hogy egy fényévnyi távolságra lévő tárgy jelenik meg előttünk, mint egy évvel ezelőtt, amikor a fény először hagyta el az objektumot. És a több milliárd fényévnyire lévő galaxisok ugyanúgy néznek ránk, mint évmilliárdokkal ezelőtt. Az új tanulmány körülbelül 5 milliárd éves múltra visszatekintő galaxisokat vizsgált. Euklidész az elmúlt 8 milliárd évre tekint vissza, római pedig 11 milliárd évre.

Maguk a galaxisok nem árulják el a gravitációs erőt, de azt, hogy hogyan néznek ki a Földről, azt igen. Az univerzumunk anyagának nagy része sötét anyag, amely nem bocsát ki, nem veri vissza, vagy más módon nem lép kölcsönhatásba a fénnyel. Noha a tudósok nem tudják, miből készült, tudják, hogy ott van, mert a gravitáció adja: Világegyetemünkben a sötét anyag nagy tározói magát a teret vetemedik. Ahogy a fény az űrben halad, találkozik a torz tér ezen részeivel, így a távoli galaxisok képei görbültnek vagy elmosódottnak tűnnek. Ez volt látható a NASA James Webb Űrteleszkópja által közzétett első képek egyikén.

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 még mindig nagyon sok tennivalónk van, mielőtt készen állunk az Euklidész és a Római világra, ezért elengedhetetlen, hogy továbbra is együtt dolgozzunk a tudósokkal a világ minden tájáról ebben a kérdésben, ahogyan azt a Dark Energy Survey esetében is tettük.”


A NASA római küldetése a kozmikus gyorsulás versengő elméleteit fogja tesztelni


Több információ:
A Dark Energy Survey 3. évi eredményei: A CDM gyenge lencsékkel és galaxishalmazokkal történő kiterjesztésének korlátozásai, arXiv:2207.05766 [astro-ph.CO] arxiv.org/abs/2207.05766

Idézet: A tudósok segítenek a sötét energia vizsgálatában a gravitáció tesztelésével (2022, augusztus 24.), letöltve 2022. augusztus 25-én a https://phys.org/news/2022-08-scientists-probe-dark-energy-gravity.html webhelyről

Ez a dokumentum szerzői jogvédelem alatt áll. A személyes tanulmányi vagy kutatási célú tisztességes bánásmódon kívül semmi más nem reprodukálható írásos engedély nélkül. A tartalom kizárólag tájékoztató jellegű.

Leave a Comment

%d bloggers like this: