Ένα τηλεσκόπιο στην Αριζόνα που έχει τροποποιηθεί κατάλληλα για αυτόν τον σκοπό, έχει δημιουργήσει έναν χάρτη που ενημερώνεται συνεχώς, ο οποίος είναι ήδη ο μεγαλύτερος ποτέ τρισδιάστατος χάρτης του σύμπαντος – και η επιστημονική έρευνα είναι μόνο στο ένα δέκατο της διαδρομής της μέσα στην πενταετή αποστολή της.
Το Φασματοσκοπικό Όργανο Σκοτεινής Ενέργειας (DESI-Dark Energy Spectroscopic Instrument), μια συνεργασία μεταξύ του Εθνικού Εργαστηρίου Lawrence Berkeley στην Καλιφόρνια και επιστημόνων σε όλο τον κόσμο, εγκαταστάθηκε μεταξύ των ετών 2015 & 2019 στο τηλεσκόπιο Mayall του Εθνικού Αστεροσκοπείου Kitt Peak στην έρημο Sonoran, περίπου 88 χιλιόμετρα δυτικά του Tucson στην Αριζόνα και διεξάγει έρευνα για λιγότερο από ένα χρόνο τώρα.

Σκοπός του είναι να δημιουργήσει έναν ακόμα μεγαλύτερο τρισδιάστατο χάρτη του σύμπαντος, να αποδώσει μια καλύτερη κατανόηση των φυσικών νόμων της σκοτεινής ενέργειας, αυτής της μυστηριώδους δύναμης που επιταχύνει την επέκταση του σύμπαντος.
“Υπάρχει πολλή ομορφιά σε αυτό”, δήλωσε ο Julien Guy, φυσικός στο Berkeley Lab, ο οποίος εργάζεται στο εγχείρημα. “Στην κατανομή των γαλαξιών στον τρισδιάστατο χάρτη, υπάρχουν τεράστιες συστάδες, νήματα και κενά.
“Είναι οι μεγαλύτερες δομές του σύμπαντος”, πρόσθεσε. “Αλλά μέσα τους, βρίσκεις ένα αποτύπωμα του πολύ πρώιμου σύμπαντος και της ιστορίας της επέκτασής του από τότε.” Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η κατανόηση των εμφανίσεων της σκοτεινής ενέργειας θα μπορούσε να τους βοηθήσει να καθορίσουν την τελική μοίρα του σύμπαντος.
Η ομάδα DESI χρησιμοποίησε έναν γιγαντιαίο δισδιάστατο χάρτη του σύμπαντος που κυκλοφόρησε τον Ιανουάριο του 2021 για να προετοιμάσει το φασματοσκόπιο για την τρισδιάστατη έρευνα, η οποία ξεκίνησε λίγες εβδομάδες αργότερα.
Ο νέος τρισδιάστατος χάρτης επισημαίνει τις τοποθεσίες περισσότερων από 7,5 εκατομμυρίων γαλαξιών, ξεπερνώντας κατά πολύ το προηγούμενο ρεκόρ των σχεδόν 930.000 γαλαξιών που είχε οριστεί από την Έρευνα Ψηφιακού Ουρανού Sloan στο Portsmouth της Μεγ. Βρετανίας το 2008.
Τοπογράφηση γαλαξιών
Η DESI συλλέγει φασματοσκοπικές εικόνες εκατομμυρίων γαλαξιών που απλώνονται στο ένα τρίτο περίπου του ουρανού, σύμφωνα με δήλωση του Berkeley Lab.
Εξετάζοντας το χρωματικό φάσμα του φωτός από κάθε γαλαξία, οι επιστήμονες μπορούν να καθορίσουν πόσο το φως έχει “κοκκινίσει” – πόσο κοντά δηλαδή έχει φτάσει προς το κόκκινο άκρο του φάσματος από ένα φαινόμενο Ντόπλερ που προκαλεί η επέκταση του σύμπαντος. Σε γενικές γραμμές, όσο μεγαλύτερο το “κοκκίνισμα” – η ερυθρή μεταστροφή ενός γαλαξία, τόσο πιο γρήγορα απομακρύνεται και τόσο πιο μακριά είναι από τους παρατηρητές στη Γη.
Το σύμπαν μας διαστέλλεται από τότε που ξεκίνησε με τη Μεγάλη Έκρηξη πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια και τώρα είναι πολύ μεγαλύτερο – τουλάχιστον 92 δισεκατομμύρια έτη φωτός – από τις πιο μακρινές αποστάσεις που μπορούμε να δούμε.
Οι επιστήμονες με το εγχείρημα DESI ελπίζουν ότι ο τρισδιάστατος χάρτης του σύμπαντος θα αποκαλύψει το “βάθος” του ουρανού και θα τους βοηθήσει να χαρτογραφήσουν συστάδες και υπερσυμπλέγματα γαλαξιών, σύμφωνα με όσα δηλώνουν. Επειδή αυτές οι δομές φέρουν τους ήχους του αρχικού σχηματισμού τους ως φυσικούς κυματισμούς στο υλικό του πρώιμου σύμπαντος, οι ερευνητές ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα για να καθορίσουν την ιστορία της επέκτασης του σύμπαντος – και την τελική του μοίρα, το μέλλον του.
“Ο επιστημονικός μας στόχος είναι να μετρήσουμε το αποτύπωμα των κυμάτων στο πρωτογενές υλικό”, δήλωσε ο Guy. “Είναι εκπληκτικό το γεγονός ότι μπορούμε πραγματικά να ανιχνεύσουμε την επίδραση αυτών των κυμάτων δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, και τόσο σύντομα στην έρευνά μας”.

Σκοτεινή ενέργεια
Οι επιστήμονες συνήθιζαν να πιστεύουν ότι το σύμπαν διαστέλλεται με σταθερό ρυθμό, ή ότι η συνδυασμένη ύλη και ενέργεια στο σύμπαν μπορεί τελικά να προκαλέσει την επιβράδυνση της διαστολής. Αλλά παρατηρήσεις ισχυρών αστρικών εκρήξεων που ονομάζονται σουπερνόβα και ξεκινούν στα τέλη του περασμένου αιώνα, έδειξαν ότι η επέκταση στην πραγματικότητα επιταχύνεται, έτσι οι επιστήμονες επινόησαν τη φράση “σκοτεινή ενέργεια” ως αναφορά για αυτό το απροσδόκητο φαινόμενο.
Οι υπολογισμοί τώρα δείχνουν ότι η σκοτεινή ενέργεια αποτελεί περίπου το 70% της συνολικής ενέργειας στο παρατηρήσιμο σύμπαν. Οι επιπτώσεις της σκοτεινής ενέργειας αναγνωρίζονται τώρα ως η “κοσμολογική σταθερά” που ο Άλμπερτ Αϊνστάιν συμπεριέλαβε στη θεωρία της γενικής σχετικότητας. Η κατανόηση της σκοτεινής ενέργειας έχει γίνει κρίσιμος επιστημονικός στόχος τις τελευταίες δεκαετίες, σύμφωνα με το περιοδικό Smithsonian.
Σύμφωνα με την έκθεση της μελέτης φαίνεται να δημιουργείται περισσότερη σκοτεινή ενέργεια καθώς το σύμπαν διαστέλλεται, γεγονός που επιταχύνει την επέκταση του σύμπαντος.
Τελικά, οι επιπτώσεις της σκοτεινής ενέργειας θα καθορίσουν το πεπρωμένο του σύμπαντος – είτε διαστέλλεται για πάντα, σχίζεται ή καταρρέει ξανά σε ένα είδος αντίστροφης Μεγάλης Έκρηξης.
Η DESI καταγράφει τώρα τις κόκκινες μεταστροφές των περίπου 2,5 εκατομμυρίων γαλαξιών κάθε μήνα. Η ομάδα αναμένει να ολοκληρώσει τον τρισδιάστατο χάρτη το 2026, όταν το τηλεσκόπιο θα έχει παρατηρήσει περίπου 35 εκατομμύρια γαλαξίες.
Οι επιστήμονες της DESI παρουσιάζουν κάποια πρώιμα αστροφυσικά αποτελέσματα σε ένα διαδικτυακό σεμινάριο που φιλοξενείται από το Εργαστήριο Berkeley και ονομάζεται CosmoPalooza.
Αναδημοσίευση από www.livescience.com