Ένα μεγάλο τηλεσκόπιο, όσο επτά ορόφους, με ένα κύριο κάτοπτρο διαμέτρου 10 μέτρων, κατασκευάστηκε στο σταθμό Amundsen-Scott στην Ανταρκτική πάνω σε μια άγονη παγωμένη πεδιάδα, την πιο ψυχρή περιοχή του πλανήτη. Το Τηλεσκόπιο Νότιου Πόλου (SPT), είναι ένα τηλεσκόπιο μικροκυμάτων και ξεκίνησε την έρευνα του ουρανού από τις 16 Φεβρουαρίου του 2007.
Το τηλεσκόπιο αυτό στην άκρη του κόσμου, φτιάχτηκε έτσι που οι επιστήμονες να μπορούν να ψάξουν για κάποια στοιχεία της πιο ισχυρής, της πιο άφθονης αλλά και πιο φευγαλέας ουσίας του σύμπαντος – την σκοτεινή ενέργεια.
“Με το Τηλεσκόπιο Νότιου Πόλου θα μπορούμε να εξετάσουμε πότε σχηματίστηκαν τα σμήνη των γαλαξιών αλλά και πώς αυτά σχηματίζονται. Αυτό εξαρτάται σε αποφασιστικό βαθμό από τη φύση της σκοτεινής ενέργειας, αυτό το απροσδιόριστο στοιχείο του σύμπαντος", δήλωσε ο John Carlstrom, ένας αστροφυσικός του Πανεπιστημίου του Σικάγου ο οποίος είναι επικεφαλής του σχεδίου. "Έχουμε λίγα χρόνια που ξέρουμε τη σκοτεινή ενέργεια. Και κανείς δεν ξέρει ακριβώς τι είναι."
“Είναι μία κοσμολογική σταθερά ή είναι δυναμική (λέγεται και πεμπτουσία); Το τηλεσκόπιο αυτό υπόσχεται να μας δώσει πολλές και νέες πολύτιμες πληροφορίες σχετικά για αυτή την ουσία".
Για πρώτη φορά η σκοτεινή ενέργεια περιγράφηκε πριν από μια δεκαετία, και είναι μια μυστήρια δύναμη τόσο ισχυρή που θα αποφασίσει για την τύχη του σύμπαντος. Έχοντας ήδη αψηφήσει τους νόμους της βαρύτητας, ωθεί τους γαλαξίες μακριά τον ένα από τον άλλο, αναγκάζοντας το σύμπαν να διαστέλλεται με ολοένα ταχύτερους ρυθμούς.
Αν και η σκοτεινή ενέργεια πιστεύεται ότι αντιπροσωπεύει το 70 τοις εκατό της υλο-ενέργειας του σύμπαντος, είναι αόρατη και ανιχνεύσιμη κατά προσέγγιση. Κανείς δεν ξέρει τι είναι, πού βρίσκεται ή πώς συμπεριφέρεται.
Η λύση στο μυστήριο της σκοτεινής ενέργειας θα μπορούσε να εξηγήσει την ιστορία και το μέλλον του σύμπαντος και να παράγει μια νέα καλύτερη κατανόηση των φυσικών νόμων, που είναι σχεδόν βέβαιο ότι θα αλλάξει τον τρόπο που ζούμε – ακριβώς όπως οι σημαντικές ανακαλύψεις στην κβαντική μηχανική μας έφεραν τα τσιπ στον υπολογιστή.
Στρέφοντας το τεράστιο κάτοπτρο του προς τον ουρανό, το SPT θα αναζητήσει στους νότιους ουρανούς για λίγα στοιχεία της φευγαλέας ουσίας. Το 19,2 εκατομμυρίων δολαρίων τηλεσκόπιο τα κατάφερε πολύ καλά στην πρώτη του αποστολή: η εξεύρεση άγνωστων γαλαξιακών σμηνών, έδωσε ενδείξεις για την εμφάνιση της σκοτεινής ενέργειας.
Η ψυχρή και ξηρή ατμόσφαιρα πάνω από το Νότιο Πόλο επιτρέπει στο Τηλεσκόπιο SPT να εντοπίσει πιο εύκολα την κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων υποβάθρου (CMB), το λυκόφως του big bang, με ελάχιστη παρέμβαση από τους υδρατμούς. Στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, η CMB βρίσκεται κάπου μεταξύ της θερμικής ακτινοβολίας και των ραδιοκυμάτων.
Η CMB είναι σε μεγάλο βαθμό ενιαία, αλλά περιέχει μικροσκοπικούς κυματισμούς διαφορετικής πυκνότητας και θερμοκρασίας. Αυτές οι διακυμάνσεις αντανακλούν τους σπόρους που, μέσω της βαρυτικής έλξης, μεγάλωσαν και έγιναν οι γαλαξίες και τα σμήνη των γαλαξιών που είναι ορατά σήμερα στους αστρονόμους. Ένα από τα πρώτα βασικά έργα του SPT ήταν να μελετήσει μικρές διακυμάνσεις της CMB για να διαπιστώσει αν η σκοτεινή ενέργεια άρχισε να επηρεάζει τη διαμόρφωση των γαλαξιακών σμηνών αντιδρώντας την βαρύτητα κατά τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια.
Η CMB επιτρέπει στους αστρονόμους να λαμβάνουν στιγμιότυπα του σύμπαντος σε βρεφική ηλικία, όταν ήταν μόλις 380.000 ετών. Ούτε τα αστέρια ή οι γαλαξίες δεν είχαν σχηματιστεί ακόμα. Αν η σκοτεινή ενέργεια άλλαξε τον τρόπο που το σύμπαν επεκτείνεται, θα έχει αφήσει τα «αποτυπώματα» της στον τρόπο που ανάγκασε τους γαλαξίες να απομακρύνονται στον χρόνο. Διαφορετικές αιτίες θα παράγουν ένα διαφορετικό πρότυπο για το σχηματισμό των γαλαξιών, όπως αντανακλάται στην στρέβλωση της CMB.
Σύμφωνα με μια ιδέα, η σκοτεινή ενέργεια θα μπορούσε να είναι η κοσμολογική σταθερά του Αϊνστάιν: μια σταθερή δύναμη που είναι σταθερή σε όλες τις εποχές και σε όλους τους χώρους. Ο Αϊνστάιν εισήγαγε την κοσμολογική σταθερά στη θεωρία της γενικής σχετικότητας για να φτιάξει ένα σταθερό σύμπαν, την τότε κυρίαρχη ιδέα στους κύκλους των φυσικών. Αν η ιδέα του Αϊνστάιν είναι σωστή, τότε οι επιστήμονες θα βρουν ότι η σκοτεινή ενέργεια είχε πολύ λιγότερη επιρροή στο σύμπαν πέντε δισεκατομμύρια χρόνια πριν, από ότι έχει σήμερα.
Μια άλλη εκδοχή της θεωρίας της σκοτεινής ενέργειας, που ονομάζεται πεμπτουσία, προτείνει μια δύναμη που αλλάζει στον χώρο και το χρόνο. Κάποιοι επιστήμονες μάλιστα αφήνουν να εννοηθεί ότι δεν υπάρχει καμία σκοτεινή ενέργεια, και ότι η βαρύτητα απλώς αλλάζει στην τεράστια διαγαλαξιακή κλίμακα.
Για να εντοπίσει πότε έγινε σημαντική η σκοτεινή ενέργεια, το SPT θα χρησιμοποιήσει ένα φαινόμενο που ονομάζεται Sunyaev-Zeldovich. Το φαινόμενο αυτό στρεβλώνει την CMB καθώς αυτή περνά μέσα από το θερμό αέριο που βρίσκεται ανάμεσα στα γαλαξιακά σμήνη. Καθώς τα μικροκύματα αλληλεπιδρούν με το αέριο στα σμήνη, κάποια από τα μικροκύματα πάνε σε μια υψηλότερη συχνότητα. Το SPT θα μετρήσει αυτή την μικρή διαφορά της θερμοκρασίας.
Οι επιστήμονες αναμένουν το τηλεσκόπιο αυτό να εντοπίσει δεκάδες χιλιάδες γαλαξιακών σμηνών μέσα σε λίγα χρόνια.
Πηγή: http://www-news.uchicago.edu/
Leave a Comment