A világegyetem úttörő térképe újradefiniálja a kozmikus modelleket | EatchbQ

SciTechDaily

A DESI együttműködés egy úttörő kísérletet folytat az univerzum tágulásának és gyorsulásának megértésére. A DESI műszerrel végzett munkájuk lehetővé tette számukra, hogy feltérképezzék a kozmosz korai szakaszától napjainkig, megkérdőjelezve az univerzum meglévő modelljeit. Az első eredmények azt sugallják, hogy még többet lehet felfedezni a sötét energiával és a kozmikus gyorsulással kapcsolatban. A projekt innovatív megközelítése, beleértve a teljesen vak elemzést is, biztosítja, hogy következtetéseik elfogulatlan adatokon alapuljanak, így előkészítve az utat az asztrofizika jövőbeli felfedezései előtt. Jóváírás: SciTechDaily.com

Hogy DESI Az együttműködés átfogó feltérképezéssel vizsgálja az univerzum gyorsuló tágulását annak korai szakaszától napjainkig. Eredményeik megkérdőjelezik a hagyományos kozmikus modelleket, és új betekintést engednek a sötét energiába, miközben élvonalbeli, objektív kutatási módszereket alkalmaznak.

A Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) együttműködés részeként egy kutatócsoport – köztük a Texasi Egyetem asztrofizikusa – vezet egy úttörő kísérletet, amelynek célja az univerzum tágulásának és gyorsulásának feltárása.

Dr. Mustapha Ishak-Boushaki, az UT Dallasi Természettudományi és Matematikai Iskola (NSM) fizikaprofesszora tagja a DESI együttműködésnek, amely egy több mint 900 kutatóból álló nemzetközi csoport több mint 70 intézményből a világ minden tájáról, és egy multikon dolgozik. – éves kísérlet a kozmosz történetének és sorsának jobb megértésére.

Április 4-én Ishak-Boushaki bemutatta a DESI kísérlet során gyűjtött adatok első évének elemzését az Amerikai Fizikai Társaság találkozóján a kaliforniai Sacramentóban, a DESI két másik tudósával együtt. Ishak-Boushaki bemutatta a DESI adatokból származó kozmológiai eredményeket és ezeknek az univerzumra gyakorolt ​​hatásait. A kutatók az adatgyűjtés első évének eredményeit is megosztották az arXiv preprint oldalon közzétett több cikkben.

A DESI eszköz szerepe

Az arizonai Kitt Peak Nemzeti Obszervatóriumban (KPNO) található DESI műszer az univerzum legtávolabbi részeiről gyűjti a fényt, lehetővé téve a tudósok számára, hogy feltérképezzék a kozmosz fiatalkori állapotát, és nyomon követhessék fejlődését a mai napig. . Az univerzum fejlődésének megértése összefügg a végével, és a fizika egyik legnagyobb titkával: Mi áll annak a megfigyelésnek a hátterében, hogy az univerzum tágulása felgyorsul?

A DESI adatgyűjtésének első évének elemzése megerősítette a tudósok szerint a világegyetem legjobb modelljének alapjait, de azt is sugallja, hogy még többet kell megtudni a kozmikus gyorsulás mögöttes okáról vagy okairól, amelyek felfedezése Fizikai Nobel-díj 2011-ben.

DESI lemez

A DESI elkészítette univerzumunk eddigi legnagyobb 3D-s térképét. A teljes térkép ezen vékony szeletének középpontjában a Föld áll. A felnagyított részben jól látható az univerzumunk anyagának szerkezete. Köszönetnyilvánítás: Claire Lamman/DESI együttműködés; egyedi színkártya csomag a cmastro-tól

A kozmikus gyorsulás azért problémás, mert ellensúlyozza azt, hogy a gravitáció, amely a tömegű tárgyakat egymáshoz húzza, hogyan működik a Naprendszerünkben és a közeli térben.

“A gravitáció összevonja az anyagot, így amikor feldobunk egy labdát a levegőbe, a Föld gravitációja lehúzza a bolygó felé” – mondta Ishak-Boushaki. “De a legnagyobb léptékben az univerzum másként működik. Úgy tűnik, mintha valami visszataszító dolog lökné szét az univerzumot és gyorsítaná tágulását. Ez egy nagy rejtély, és több fronton is vizsgáljuk. Ez egy ismeretlen sötét energia az univerzumban, vagy Albert Einstein gravitációs elméletének kozmológiai léptékű módosítása?

A sötét energia és az univerzum tágulásának felfedezése

Sok tudós úgy gondolja, hogy a sötét energia kulcsszerepet játszik a kozmikus gyorsulásban, de ez nem teljesen ismert. Egyesek azt feltételezik, hogy ez egy kozmológiai állandó – a tér belső tulajdonsága, amely a gyorsulást vezérli.

A sötét energia elmúlt 11 milliárd év hatásainak tanulmányozására a DESI csoport elkészítette a világegyetem valaha volt legnagyobb 3D-s térképét az eddigi legpontosabb mérések felhasználásával. Ez az első alkalom, hogy a kutatók 1%-nál jobb pontossággal mérték fel a fiatal univerzum tágulási történetét.

Az univerzum vezető modelljét Lambda-CDM néven ismerik. Ez magában foglalja mind a közönséges anyagot, mind a ritkán kölcsönhatásba lépő anyagtípust, az úgynevezett hideg sötét anyagot (CDM) és a sötét energiát, amelyet lambdának neveznek. Az anyag és a sötét energia egyaránt befolyásolja az univerzum tágulását, de ellentétes módon. A gravitációs vonzás révén az anyag és a sötét anyag lassítja a tágulást, míg a sötét energia felgyorsítja. Mindegyik mennyisége befolyásolja az univerzum fejlődését. Ez a modell hatékonyan érvényesíti a korábbi kísérletek eredményeit, és leírja, hogyan néz ki az univerzum idővel – mondta Ishak-Boushaki.


Ez az animáció azt mutatja be, hogy a barion akusztikus rezgései kozmikus vonalzóként működnek a világegyetem tágulásának mérésére. Köszönetnyilvánítás: Claire Lamman/DESI Collaboration és Jenny Nuss/Berkeley Lab

Ha azonban a DESI első évének eredményeit más tanulmányokból származó adatokkal kombináljuk, néhány apró eltérés tapasztalható attól, amit a Lambda-CDM modell előre jelez.

“Eredményeink néhány érdekes eltérést mutatnak az univerzum standard modelljétől, amelyek arra utalhatnak, hogy a sötét energia idővel fejlődik” – mondta Ishak-Boushaki. “Minél több adatot gyűjtünk, annál jobban leszünk felkészítve annak megállapítására, hogy ez a megállapítás helytálló-e. Több adattal különböző magyarázatokat tudunk azonosítani a megfigyelt eredményre, vagy megerősíthetjük azt. Ha ez így folytatódik, az eredmény rávilágít arra, hogy mi okozza a kozmikus gyorsulást, és nagy lépést jelent az univerzumunk evolúciójának megértésében.”

A további adatok javítani fogják a DESI más korai eredményeit is, amelyek a Hubble-állandót – az univerzum mai tágulásának mértékét – és a neutrínónak nevezett részecskék tömegét mérik.

A vakelemzés jelentősége a kutatásban

A DESI az első olyan spektroszkópiai kísérlet, amely teljesen vakanalízist végez, amely elrejti a valódi eredményt a kutatók elől, hogy elkerülje a tudatalatti megerősítési torzítást. A kutatók “vakon” dolgoznak a módosított adatokkal, és számítógépes kódot írnak az eredmények elemzéséhez. Ha minden elkészült, elemzésüket az eredeti adatokra alkalmazzák, hogy felfedjék a tényleges választ.

“Dr. Ishak-Boushaki kutatásai és a mintegy 70 intézmény tudósaival folytatott együttműködése fontos meglátásokat tár fel univerzumunkról, és az eredmények lenyűgözőek” – mondta Dr. David Hyndman, az NSM és Francis S. és Maurine G. Johnson Distinguished dékánja. Egyetemi tanszék “Inspiráló, hogy ilyen világszínvonalú kutatási programokat szerveznek az UT Dallasban, és látni, hogy kutatóink kulcsszerepet játszanak az alapvető felfedezésekben.”

Referencia: „Az 1. év kozmológiai eredményei” DESI Collaboration et al., 2024. április 4.

A DESI-t az Energiaügyi Minisztérium (DOE) Tudományos Hivatalának finanszírozásával építették és üzemeltették, és a Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF) Nicholas U. Mayall 4 méteres távcsőjének tetején található a KPNO-ban, amelyet az NSF üzemeltetője üzemeltet. NOIRLab. A DOE Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriuma irányítja a DESI kísérletet.

A DESI-t a Nemzeti Energiakutatási Tudományos Számítástechnikai Központ is támogatja, amely a DOE Tudományos Hivatal elsődleges számítási létesítménye. A DESI további támogatását az NSF biztosítja; Tudományos és Technológiai Létesítmények Tanácsa az Egyesült Királyságban; Gordon és Betty Moore Alapítvány; A Heising-Simons Alapítvány; a francia Alternatív Energiák és Nukleáris Energia Bizottság; a Mexikói Nemzeti Bölcsészettudományi, Tudományos és Technológiai Tanács; Spanyolország Tudományos és Innovációs Minisztériuma; és a DESI tagintézmények.

A DESI együttműködés megtiszteltetés, hogy tudományos kutatást végezhet Iolkam Du’ag-on (Kitt Peak), amely a Tohono O’odham nemzet számára különleges jelentőségű hegy.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *