Οι επιστήμονες χαρτογράφησαν τη σκοτεινή ύλη γύρω από τους γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν

2
Οι επιστήμονες χαρτογράφησαν τη σκοτεινή ύλη γύρω από τους γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν

Οι επιστήμονες έχουν χαρτογραφήσει τη σκοτεινή ύλη γύρω από μερικούς από τους αρχαιότερους, πιο μακρινούς γαλαξίες.

Οι 1,5 εκατομμύρια γαλαξίες εμφανίζονται όπως ήταν πριν από 12 δισεκατομμύρια χρόνια, ή λιγότερο από 2 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτοί οι γαλαξίες παραμορφώνουν το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων – το φως που εκπέμπεται κατά τη διάρκεια μιας ακόμη παλαιότερης εποχής του σύμπαντος – όπως φαίνεται από τη Γη. Αυτή η παραμόρφωση, που ονομάζεται βαρυτικός φακός, αποκαλύπτει το κατανομή της σκοτεινής ύλης γύρω από αυτούς τους γαλαξίες, αναφέρουν οι επιστήμονες στις 5 Αυγούστου Επιστολές Φυσικής Ανασκόπησης.

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η σκοτεινή ύλη συλλέγεται γύρω από τους γαλαξίες στην αρχή της ιστορίας του σύμπαντος θα μπορούσε να πει στους επιστήμονες περισσότερα για τη μυστηριώδη ουσία. Και στο μέλλον, αυτή η τεχνική φακού θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους επιστήμονες να ξετυλίξουν ένα μυστήριο σχετικά με το πώς η ύλη συσσωρεύεται στο σύμπαν.

Η σκοτεινή ύλη είναι μια άγνωστη, ογκώδης ουσία που περιβάλλει τους γαλαξίες. Οι επιστήμονες δεν εντόπισαν ποτέ άμεσα τη σκοτεινή ύλη, αλλά μπορούν να παρατηρήσουν τις βαρυτικές της επιπτώσεις στο σύμπαν (SN: 22/7/22). Ένα από αυτά τα αποτελέσματα είναι ο βαρυτικός φακός: Όταν το φως περνά από έναν γαλαξία, η μάζα του κάμπτει το φως σαν φακός. Το πόσο κάμπτεται το φως αποκαλύπτει τη μάζα του γαλαξία, συμπεριλαμβανομένης της σκοτεινής ύλης του.

Είναι δύσκολο να χαρτογραφηθεί η σκοτεινή ύλη γύρω από τόσο μακρινούς γαλαξίες, λέει ο κοσμολόγος Hironao Miyatake του Πανεπιστημίου Nagoya στην Ιαπωνία. Αυτό συμβαίνει επειδή οι επιστήμονες χρειάζονται μια πηγή φωτός που είναι πιο μακριά από τον γαλαξία που λειτουργεί ως φακός. Συνήθως, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ακόμη πιο μακρινούς γαλαξίες ως πηγή αυτού του φωτός. Αλλά όταν κοιτάμε τόσο βαθιά στο διάστημα, αυτοί οι γαλαξίες είναι δύσκολο να βρεθούν.

Αντίθετα, ο Miyatake και οι συνεργάτες του στράφηκαν στο κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων, το αρχαιότερο φως στο σύμπαν. Η ομάδα χρησιμοποίησε μετρήσεις του φακού του κοσμικού υποβάθρου μικροκυμάτων από τον δορυφόρο Planck, σε συνδυασμό με ένα πλήθος μακρινών γαλαξιών που παρατηρήθηκαν από το τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη (SN: 24/7/18). «Το φαινόμενο του βαρυτικού φακού είναι πολύ μικρό, επομένως χρειαζόμαστε πολλούς γαλαξίες φακών», λέει ο Miyatake. Η κατανομή της σκοτεινής ύλης γύρω από τους γαλαξίες ταιριάζει με τις προσδοκίες, αναφέρουν οι ερευνητές.

Οι ερευνητές υπολόγισαν επίσης μια ποσότητα που ονομάζεται sigma-8, ένα μέτρο του πόσο «σβολιασμένη» είναι η ύλη στον κόσμο. Για χρόνια, οι επιστήμονες έχουν βρει υποδείξεις ότι διαφορετικές μετρήσεις του sigma-8 διαφωνούν μεταξύ τους (SN: 8/10/20). Αυτό θα μπορούσε να είναι μια ένδειξη ότι κάτι δεν πάει καλά με τις θεωρίες των επιστημόνων για το σύμπαν. Αλλά τα στοιχεία δεν είναι πειστικά.

«Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα πράγματα στην κοσμολογία αυτή τη στιγμή είναι αν αυτή η ένταση είναι πραγματική ή όχι», λέει η κοσμολόγος Risa Wechsler από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη. „Αυτό είναι ένα πολύ ωραίο παράδειγμα μιας από τις τεχνικές που θα βοηθήσουν να ρίξει φως σε αυτό.“

Η μέτρηση του sigma-8 χρησιμοποιώντας πρώιμους, μακρινούς γαλαξίες θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποκάλυψη του τι συμβαίνει. «Θέλετε να μετρήσετε αυτή την ποσότητα, αυτό το σίγμα-8, από όσο το δυνατόν περισσότερες προοπτικές», λέει ο κοσμολόγος Hendrik Hildebrandt από το Πανεπιστήμιο του Ρουρ στο Μπόχουμ στη Γερμανία, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Εάν οι εκτιμήσεις από διαφορετικές εποχές του σύμπαντος διαφωνούν μεταξύ τους, αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει τους φυσικούς να δημιουργήσουν μια νέα θεωρία που θα μπορούσε να εξηγήσει καλύτερα το σύμπαν. Αν και η νέα μέτρηση του sigma-8 δεν είναι αρκετά ακριβής για να διευθετήσει τη συζήτηση, μελλοντικά έργα, όπως το Παρατηρητήριο Rubin στη Χιλή, θα μπορούσαν να βελτιώσουν την εκτίμηση (SN: 1/10/20).

Schreibe einen Kommentar