|
Αστρονόμοι έχουν χρησιμοποιήσει το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του
Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (ESO) για να
μετρήσουν την κατανομή και τις κινήσεις χιλιάδων γαλαξιών στον απόμακρο
Κόσμο. Αυτή η εργασία ανοίγει συναρπαστικές προοπτικές για να καταλάβουμε
καλύτερα ποια είναι η αιτία της επιτάχυνσης της κοσμικής διαστολής, αλλά ρίχνει
και νέο
φως στη μυστήρια σκοτεινή ενέργεια που θεωρείται πως διαπεράσει όλο τον
Κόσμο.
"Η εξήγηση γιατί η διαστολή του σύμπαντος επιταχύνεται αυτήν την περίοδο είναι
βεβαίως η πιο συναρπαστική ερώτηση στη σύγχρονη κοσμολογία," λέει ο Luigi
Guzzo, επικεφαλής συντάκτης μιας ανακοίνωσης στο περιοδικό Nature, στο οποίο παρουσιάζονται
τα νέα αποτελέσματα. "Ήμαστε σε θέση να
δείξουμε ότι οι μεγάλες έρευνες που μετρούν τις θέσεις και τις ταχύτητες
των απόμακρων γαλαξιών μας προσφέρουν ένα νέο ισχυρό τρόπο για να λύσουμε
αυτό το μυστήριο."
Πριν δέκα χρόνια, οι αστρονόμοι έκαναν μια τρομακτική ανακάλυψη ότι το
σύμπαν διαστέλλεται ολοένα και πιο γρήγορα σήμερα από ότι έκανε στο
παρελθόν.
"Αυτό υπονοεί ότι μία από δύο το πολύ διαφορετικές δυνατότητες πρέπει να
ισχύουν," εξηγεί ο Enzo Branchini, μέλος της ομάδας. "Είτε το
σύμπαν είναι
γεμάτο με μια μυστήρια σκοτεινή ενέργεια που παράγει μια απωστική
δύναμη που αντιμάχεται στη βαρυτική έλξη από όλη την ύλη που βρίσκεται στον
Κόσμο, ή,
η σημερινή θεωρία της βαρύτητάς μας δεν είναι σωστή και πρέπει να
τροποποιηθεί, παραδείγματος χάριν με την προσθήκη πρόσθετων διαστάσεων
στο χώρο."
 Το
στιγμιότυπο - όπως εμφανίστηκε στις προσομοιώσεις - αναφέρεται σε μια
εποχή 10 δισεκατομμύρια έτη πριν. Η χρωματική κλίμακα αντιπροσωπεύει την
πυκνότητα της μάζας, με τις περιοχές της μεγαλύτερης πυκνότητας να
χρωματίζονται με κόκκινο και με χαμηλότερη με μαύρο. Οι μικροσκοπικές
κίτρινες γραμμές περιγράφουν την ένταση και την κατεύθυνση των ταχυτήτων
του γαλαξία. Σαν τις βελόνες των πυξίδων (σε ένα μαγνητικό πεδίο), αυτές
χαρτογραφούν το μοτίβο της συγκέντρωσης λόγω της βαρύτητας και μετρούν το
ρυθμό ανάπτυξης της κεντρικής δομής. Αυτό εξαρτάται από τη λεπτή ισορροπία
μεταξύ της σκοτεινής ύλης, της σκοτεινής ενέργειας και της διαστολής του
σύμπαντος. Οι αστρονόμοι μπορούν να μετρήσουν αυτήν την επίδραση
χρησιμοποιώντας τη μεγάλη έρευνα για τους γαλαξίες σε διαφορετικές εποχές
του χρόνου, όπως παρουσιάζονται από τη νέα έρευνα.
Οι σημερινές παρατηρήσεις του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος δεν μπορούν
να διακρίνουν μεταξύ αυτών των δύο επιλογών, αλλά μια διεθνής ομάδα 51
επιστημόνων από 24 ιδρύματα βρήκε έναν τρόπο που θα μπορούσε να βοηθήσει
ώστε να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα. Η τεχνική τους είναι βασισμένη σε ένα
γνωστό φαινόμενο, δηλαδή το γεγονός ότι η φαινόμενη κίνηση των απόμακρων
γαλαξιών προκύπτει από δύο αποτελέσματα: τη γενική διαστολή του
σύμπαντος
που ωθεί τους γαλαξίες τον ένα μακριά από τον άλλον και τη βαρυτική έλξη
της ύλης που είναι στη γειτονιά των γαλαξιών, και που τους έλκει μαζί
δημιουργώντας έτσι τον κοσμικό ιστό των δομών μεγάλης κλίμακας.
"Μετρώντας τις φαινόμενες ταχύτητες από ένα μεγάλο δείγμα γαλαξιών
κατά τη διάρκεια των τελευταίων τριάντα ετών, οι αστρονόμοι ήταν σε θέση
να αναδημιουργήσουν έναν τρισδιάστατο χάρτη της κατανομής των γαλαξιών σε
ένα μεγάλο όγκο του σύμπαντος. Αυτός ο χάρτης μας αποκάλυψε μεγάλης
κλίμακας δομές όπως είναι τα σμήνη των γαλαξιών και τα νηματοειδή
υπερσμήνη ", λέει ο Olivier Le Fèvre, μέλος της ομάδας. "Αλλά οι
ταχύτητες που μετρήσαμε περιέχουν, επίσης, πληροφορίες για τις τοπικές
κινήσεις των γαλαξιών. Αυτές εισάγουν μικρές αλλά σημαντικές
διαστρεβλώσεις στους αναδημιουργημένους χάρτες του σύμπαντος. Έχουμε
μάλιστα δείξει
ότι η μέτρηση αυτής της διαστρέβλωσης στις διαφορετικές εποχές της
ιστορίας του σύμπαντος, είναι ένας τρόπος να εξεταστεί η φύση της
σκοτεινής ενέργειας."
Ο Guzzo και οι συνεργάτες του ήταν σε θέση να μετρήσουν αυτήν την
επίδραση χρησιμοποιώντας το φασματογράφου VIMOS στο Melipal, ένα από
τα τέσσερα τηλεσκόπια των 8.2m που είναι μέρος του VLT του ESO. Σαν τμήμα της
έρευνας VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS), της οποίας ο Le Fèvre είναι ο κύριος
ερευνητής, λήφθηκαν και αναλύθηκαν φάσματα αρκετών χιλιάδων γαλαξιών σε έναν τομέα
έκτασης 4 τετραγωνικών μοιρών (ή 20 φορές το μέγεθος του γεμάτου φεγγαριού),
που εξέπεμψαν το φως τους σε
εποχές που αντιστοιχούν στη μισή, περίπου, της σημερινή ηλικίας του σύμπαντος
(ή περίπου 7 δισεκατομμυρίων ετών πριν) .
"Αυτός είναι ο μεγαλύτερος τομέας που εξετάστηκε ποτέ με τη
βοήθεια της φασματοσκοπίας σε αυτό το βάθος," διευκρινίζει ο Le Fèvre. "Έχουμε
συλλέξει τώρα περισσότερα από 13.000 φάσματα σε αυτόν τον τομέα του
ουρανού και ο
συνολικός όγκος του αντιστοιχεί σε περισσότερα από 25
εκατομμύρια κυβικά έτη φωτός."
Οι αστρονόμοι μετά σύγκριναν το αποτέλεσμά τους με αυτό της έρευνας 2dFGRS, που
εξέτασε το τοπικό Σύμπαν, δηλ. μετρούν τη διαστρέβλωση αυτής της εποχής.
Με τις τρέχουσες αβεβαιότητες, η μέτρηση αυτής της επίδρασης μας δίνει
μια ανεξάρτητη ένδειξη της ανάγκης για ένα άγνωστο
συστατικό πρόσθετης ενέργειας στην κοσμική σούπα, που ενισχύει φυσικά την απλούστερη μορφή
της σκοτεινής ενέργειας του κενού, την γνωστή κοσμολογική σταθερά, που
αρχικά προτάθηκε από τον Αλβέρτο Αϊνστάιν. Εν τούτοις, οι μεγάλες
αβεβαιότητες δεν αποκλείουν ακόμα και τα άλλα σενάρια.
"Επίσης, έχουμε δείξει ότι εκτείνοντας τις μετρήσεις μας σε
όγκους δέκα φορές μεγαλύτερους από αυτούς της έρευνας VVDS, η τεχνική αυτή πρέπει να
είναι σε θέση να μας πει εάν η κοσμική επιτάχυνση προέρχεται από μια
σκοτεινή ενέργεια συστατικό εξωτικής προέλευσης ή απαιτεί μια τροποποίηση
των νόμων της βαρύτητας," λέει ο Guzzo.
"Το VIMOS στο VLT θα ήταν βεβαίως ένα θαυμάσιο εργαλείο για να εκτελέσει
αυτήν την μελλοντική έρευνα και να μας βοηθήσει ώστε να απαντήσουμε σε αυτό το
θεμελιώδες ζήτημα. Αυτό ενθαρρύνει την ομάδα μας να συνεχίσει
με ακόμη πιο φιλόδοξες έρευνες για τον απόμακρο Κόσμο, " συμπληρώνει
ο Le Fèvre.
|
