Astronomowie wykorzystali dane z obserwatorium Chandra, Planck oraz dużej liczby teleskopów optycznych do rozwinięcia potężnej, nowej metody badania ciemnej energii, tajemniczej energii, która obecnie napędza przyspieszenie ekspansji Wszechświata.
W metodzie tej wykorzystywane są obserwacje dostrzeganych gromad galaktyk, największych struktur we Wszechświecie, zespolonych razem grawitacyjnie, które ukazują podobieństwo w profilach rentgenowskich oraz rozmiarze. Bardziej masywne gromady galaktyk są po prostu “powiększoną wersją” tych mniejszych. Pozwala to astronomom porównać je i dokładnie określić ich odległości na przestrzeni miliardów lat świetlnych.
Używając gromad galaktyk jako znacznika odległości, astronomowie mogą mierzyć, jak szybko Wszechświat rozszerzał się w różnych etapach życia, począwszy od Wielkiego Wybuchu. Według ogólnej teorii względności Einsteina tempo ekspansji jest określone przez właściwości ciemnej energii oraz ilości materii we Wszechświecie, która w większości składa się z niewidocznej ciemnej materii.
Gdyby zakładane parametry kosmologiczne nie były poprawne, wówczas odległe gromady galaktyk miałyby rozmiary większe bądź mniejsze niż przewidywano. Parametry kosmologiczne są tak skorygowane, aby różne gromady, o różnej masie i odległości, wydawały się być podobne. Ostatnie wyniki potwierdziły wcześniejsze badania, według których właściwości ciemnej energii nie zmieniły się na przestrzeni miliardów lat. Wspierają również pomysł, że ciemna energia jest najlepszym wyjaśnieniem do stałej kosmologicznej i odpowiada energii pustej przestrzeni.
Naukowcy przebadali 320 gromad galaktyk leżących w odległościach między 760 milionów a 8,7 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Odległości te obejmują erę, w której ciemna energia powodowała spowolnienie ekspansji Wszechświata, by zaraz ją przyspieszać. Aby ustalić dokładniejsze wyniki niż z samego satelity Chandra, astronomowie połączyli te dane z informacjami na temat tempa ekspansji Wszechświata z optycznych obserwacji supernowych oraz z Planka, badającego kosmiczne promieniowanie tła, pozostałość po Wielkim Wybuchu.
Natura ciemnej energii jest jedną z największych tajemnic współczesnej fizyki. Stworzenie narzędzi pozwalających badać jej właściwości jest bardzo istotne, gdyż różne metody mogą dawać różne założenia. Nowa technika może zapewnić znaczny postęp w zrozumieniu natury ciemnej energii.
Więcej informacji:
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Chandra
Na zdjęciu: Cztery spośród ponad 300 gromad galaktyk użytych do badania ciemnej energii, która obecnie napędza ekspansję Wszechświata. Źródło: Credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Alabama/A. Morandi et al; Optical: SDSS, NASA/STScI
