Rozpínání vesmíru přesně změřeno díky kvasarům  
Tým BOSS třetí fáze Sloanovy digitální prohlídky oblohy změřil se zatím největší přesností rozpínání vesmíru, v tomto případě s rudým posuvem 2,34. Jsme o krok blíž k vyřešení záhady s temnou energií?


 

Zvětšit obrázek
Měření rozpínání vesmíru s kvasary projektu BOSS. Kredit: Zosia Rostomian, Lawrence Berkeley National Laboratory & Andreu Font-Ribera, BOSS Lyman-alpha team, Berkeley Lab.

Optický 2,5 metrový teleskop Observatoře Apache Point v Novém Mexiku se už od roku 2000 zabývá Sloanovou digitální prohlídkou oblohy (SDSS), tedy mapováním a měřením rudého posuvu ohromného množství objektů na podstatné části oblohy. V současnosti probíhá její třetí fáze SDSS III, která zahrnuje vlastně hned čtyř mapovací projekty. Jedním z nich je i Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, známý jako BOSS. Jeho účelem je mapovat zářivé červené galaxie (Luminous Red Galaxy, LRG) a kvasary. V jejich uspořádání pak vědci hledají baryonové akustické oscilace, ozvěny velmi raného vesmíru. Vysněným cílem projektu BOSS je přitom co nejlépe odhadnout rychlost rozpínání vesmíru v průběhu historie a pokud možno také poodhalit tajemství temné energie, která by měla rozpínání vesmíru pohánět. A na tom se intenzivně pracuje.

 

Timothée Delubac. Kredit: EPFL.

Nejnovější analýzu se spoustou nových dat nedávno publikoval se svým týmem Timothée Delubac z Švýcarského federálního technologického institutu v Lausanne (EPFL). Vyšlo jim, že se vesmír v době, která odpovídá rudému posuvu 2,34, rozpínal rychlostí 68 kilometrů za sekundu a za milion světelných let. S přesností na příjemných 2,2 procenta. Což znamená, že v době, kdy bylo stáří vesmíru méně než čtvrtinové, tak se dejme tomu dvojice galaxií, vzdálená milion světelných let, od sebe vzdalovala rychlostí 68 kilometrů za sekundu. Tým BOSS pro tuto analýzu použil data o téměř 140 tisících kvasarech, což jim umožnilo změřit baryonové akustické oscilace s nebývalou přesností.

 

 

Zvětšit obrázek
Spektra kvasarů. Dole kvasar s velkým rudým posuvem a nápadným Lesem Lyman-Alfa. Kredit: University of Alabama.

Baryonové akustické oscilace jsou vlastně otisky zvukových vln, které se proháněly raným vesmírem, 380 tisíc let po Velkém třesku. V té době vesmír vychladl natolik, že se v něm vyzářilo reliktní záření a dodnes nám uchovalo odraz struktury tehdejšího vesmíru. Delubacův tým využil data o 140 tisících pečlivě vybraných kvasarech ke zmapování baryonových akustických oscilací dvojím způsobem. Klasickým přístupem je autokorelační metoda s Lesem Lyman-alfa (Lyman-Alpha Forest), přičemž tento les tvoří absorpční čáry neutrálního vodíku ve spektru jednotlivých kvasarů. Novějším přístupem je zase vzájemná korelace, při niž vědci analyzovali spektra kvasarů vzhledem ke spektrům jiných kvasarů. Delubac a spol. obě metody spojili a výsledkem bylo zatím nejpřesnější změření Hubbleovy konstanty, bez ohledu na rudý posuv zvoleného výseku historie vesmíru.

 

Vědci si libují v úspěchu a už teď si brousí drápy na tajemství temné energie. Analýzy projektu BOSS přitom nepochybně výrazně přispěly k odhalení této velkolepé záhady. OSEL získal k výsledkům BOSS odborný komentář Pavla Bakaly, odborníka na obecnou teorii relativity a chování hmoty a záření v blízkosti černých děr a neutronových hvězd, z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě:

 

Zvětšit obrázek
Pavel Bakala, tým LOFT „Strong gravity“. Kredit: SU Opava.

Přesnější určení rychlosti kosmologické expanze v raných stádiích vývoje vesmíru může výrazně přispět k objasnění původu temné energie, která v současné epoše vesmírné evoluce zřejmě urychluje expanzi. Temná energie je formálně v Einsteinových rovnicích gravitačního pole popisována kosmologickou konstantou a její původ je obvykle vysvětlován pomocí energie vakua s konstantní hustotou během celé postinflační fáze vesmírné evoluce. Notoricky známý problém této představy je ovšem extrémní nesoulad (o neuvěřitelných 120 řádů) mezi předpovězenou a skutečně pozorovanou hodnotou kosmologické konstanty. Zde je nicméně třeba podotknout, že úplnou unifikační kvantovou teorii všeho nemáme k dispozici. Jedním z alternativních modelů původu temné energie je kvintesence - dynamické skalární pole odpovídající hypotetické páté fundamentální interakci , které variuje v čase a chová se jako tzv. sledovací pole (tracking field) kopírující změny hustoty hmoty a záření ve vesmíru. Odlišným modelem kvintesence je fantomová energie, která by postupně urychlila kosmologickou expanzi až k velkému roztrhání (Big Rip) všech hmotných struktur. Rozdílným modelům temné energie tedy odpovídá i odlišná závislost rychlosti kosmologické expanze na věku vesmíru.



   The BOSS Collaboration Visits the SDSS-III Telescope.
Kredit: BOSS Collaboration.


Literatura

Berkeley Lab News Center 7. 4. 2014, arXiv:1404.1801, Wikipedia (Sloan Digital Sky Survey).

Datum: 18.04.2014 09:00
Tisk článku

Čtyřprocentní vesmír - Panek Richard
 
 
cena původní: 388 Kč
cena: 326 Kč
Čtyřprocentní vesmír
Panek Richard

Diskuze:




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace