رصيد الصورة: هابل
شارك علماء الجامعة في تأسيس تعاون دولي يسعى إلى القياس بدقة جديدة للقوة الغامضة التي تتسبب في تحليق الكون. تدعو الخطط إلى المشروع ، المسمى مسح الطاقة المظلمة ، لجمع البيانات حول ما يقرب من 300 مليون مجرة تغطي ثلثي تاريخ الكون.
يمكن أن يبدأ المسح في إجراء الملاحظات في وقت مبكر من خريف عام 2009. على الرغم من أن DES لا يزال على بعد أكثر من أربع سنوات ، إلا أن الاستطلاعات الأكثر طموحًا ستستغرق عقدًا على الأقل لتحقيق النتائج. 'أنا لا أريد الانتظار كل هذا الوقت ،' قال جوشوا فريمان ، أستاذ الفلك والفيزياء الفلكية والكلية.
وفقًا لطرق المحاسبة الفيزيائية ، تشكل الطاقة المظلمة 70٪ من الكون. قد تكون الطاقة المظلمة أحد مظاهر الثابت الكوني لألبرت أينشتاين ، وهي قوة تعمل في جميع الأوقات وفي جميع الأماكن في جميع أنحاء الكون. قد يكون أيضًا انهيارًا لنظرية أينشتاين في الجاذبية على نطاقات واسعة.
'إنها تتطلب الجاذبية بشكل أساسي لتكون بغيضة' قال واين هو ، أستاذ مشارك في علم الفلك والفيزياء الفلكية. 'هذا ممكن في ظل نظرياتنا المعيارية للجاذبية ، لكن هذا غير متوقع'. قال فريمان ، مهما كانت الطاقة المظلمة ، فمن المحتمل أن يكون لها آثار عميقة على الفيزياء الأساسية.
يتكون تعاون DES من باحثين في شيكاغو ومختبر Fermi National Accelerator وجامعة إلينوي في Urbana-Champaign ومختبر Lawrence Berkeley الوطني ومرصد Cerro Tololo Inter-American ، بالإضافة إلى مجموعات من المملكة المتحدة وبرشلونة بإسبانيا. من المرجح أن يأتي تمويل المشروع الذي تبلغ قيمته 20 مليون دولار بشكل أساسي من وزارة الطاقة الأمريكية ووكالات التمويل الأوروبية والمؤسسات الأعضاء والوكالات والمصادر الأخرى.
يرأس فريمان عنصر الجامعة في التعاون. ينضم إليه إلى جانب هو في التعاون جون كارلستروم ، أستاذ الخدمة المتميز في S. Chandrasekhar في علم الفلك والفيزياء الفلكية والكلية ؛ سكوت دودلسون ، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية وقسم جامعي العلوم الفيزيائية ؛ ستيفن كينت ، أستاذ مشارك في علم الفلك والفيزياء الفلكية ؛ إيرين شيلدون ، زميل معهد كافلي للفيزياء الكونية ؛ وريزا وشسلر ، زميل هابل في معهد كافلي للفيزياء الكونية. Frieman و Dodelson عضوان في مجموعة Fermilab's Theoretical Astrophysics Group ، التي يرأسها Dodelson ، بينما يترأس Kent مجموعة Fermilab's Experimental Astrophysics Group.
سوف يستلزم DES تركيب كاميرا بدقة 520 ميجابكسل على تلسكوب بلانكو الحالي الذي يبلغ طوله أربعة أمتار في مرصد سيرو تولولو الدولي في تشيلي. ؟ هذا سيكون أكبر من أي كاميرا بصرية موجودة في العالم؟ قال فريمان.
قال فريمان إن بضع مئات من الميجابكسل قد لا تبدو كثيرة ، لكنها ليست نفس وحدات البكسل التي تدخل في حملك اليدوي. لديهم حساسية أعلى بكثير. هم؟ إعادة أجهزة الكشف عالية الدقة وعالية الكفاءة.؟ علاوة على ذلك ، ستسمح الكاميرا للعلماء بمسح السماء 10 مرات أسرع مما يمكنهم في أي مرصد أمريكي موجود.
'الكاميرا الموجودة الآن على التلسكوب لديها مجال رؤية صغير جدًا. سوف يستغرق منا عدة عقود لإجراء المسح ،؟ قال فريمان.
ستمكن الكاميرا الجديدة DES من استخدام أربع تقنيات في محاولة التمييز بين التفسيران الواسعين للطاقة المظلمة - الثابت الكوني أو انهيار الجاذبية.
'الطريقة الأولى والطريقة التي تدفع بالفعل إلى تصميم المسح هي عد مجموعات المجرات ،' قال فريمان. في هذا الجهد ، سيعمل جنبًا إلى جنب مع تلسكوب القطب الجنوبي لكارلستروم ، والذي من المقرر أن يبدأ في إجراء الملاحظات في مارس 2007.
ستساعد SPT في الكشف عما إذا كانت الطاقة المظلمة قد أوقفت تكوين مجموعات المجرات على مدار تاريخ الكون. تلسكوب لاسلكي ، ستكتشف SPT عناقيد المجرات من خلال الطريقة التي تشوه بها إشعاع الميكروويف المتبقي من الانفجار العظيم. إذا كان المنظرون يعرفون مدى بعد وكمية مجموعات المجرات ، فيمكنهم التنبؤ بعدد المجرات التي يجب أن تكون موجودة في وجود الطاقة المظلمة. ستجري DES قياسات بصرية لتقدير المسافة من خلال ألوان المجرات وكتلتها عن طريق عدسة الجاذبية ، وتشويه الضوء بواسطة مجموعة مجرات متداخلة. ؟ هذا؟ اختبار أنيق حقا؟ قال هو.
تستخدم التقنية الثالثة عدسة الجاذبية على نطاق كوني. يمكن للمنظرين التنبؤ بتأثير الطاقة المظلمة على التوزيع الواسع النطاق للمادة المظلمة. بفضل مساحة المسح الكبيرة الخاصة به ، يمكن لـ DES قياس التشويه الصغير لصور المجرات الناتجة عن التقلبات في كثافة المادة المظلمة.
تتضمن الطريقة الرابعة نفس التقنية التي أدت إلى اكتشاف الطاقة المظلمة عام 1998: قياس المسافة إلى نوع معين من النجوم المتفجرة لإعادة بناء تاريخ توسع الكون. درس علماء الفلك هذه النجوم المتفجرة متوقعين أن يكتشفوا أن توسع الكون قد تباطأ مع مرور الوقت. اكتشفوا بدلا من ذلك توسعا متسارعا.
'هذه التقنيات تكمل بعضها البعض بشكل جيد جدا ،' قال فريمان. • يعانون من مصادر مختلفة للخطأ ، فإذا وافقوا فهذا يمنحك الثقة في نتيجتك.
من جانبه ، يأمل هو أن تكشف الاختبارات عن بعض التناقض بين التنبؤات والواقع. ؟ بالنسبة لي سيكون هذا هو الشيء الأكثر إثارة.؟
المصدر الأصلي: بيان صحفي لجامعة شيكاغو
