Ciemna energia i rozszerzanie się wszechświata
Obserwacje pokazały, że wszechświat rozszerza się w coraz szybszym tempie. Być może najprostszym rozwiązaniem tego problemu jest zaproponowanie nowego elementu gęstości energii o efektywnym ujemnym ciśnieniu, tworzącego 75% aktualnej gęstości energii wszechświata. Istnieje wiele koncepcji teoretycznych mających wyjaśnić to zjawisko, nazywane ciemną energią. W projekcie MDEPUGS (Measuring dark energy properties using galaxy surveys), finansowanym ze środków UE, wykorzystano pomiary trójwymiarowego położenia 250 000 galaktyk, obejmujących największy zbadany dotąd obszar wszechświata. Zostały one wykonane w ramach przeglądu Sloan Digital Sky Survey (SDSS)-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) i zostały umieszczone w SDSS Data Release 9 (DR9). Dane SDSS DR9 BOSS opisują spektroskopowe pomiary przesunięcia ku czerwieni dla ponad 400 000 galaktyk, znajdujących się na obszarze ponad 3000 deg2. Mapę tę można wykorzystać do badania przyczyn zwiększania się tempa ekspansji wszechświata. Zawiera ona informacje o położeniu galaktyk oddalonych o 6 mld lat świetlnych od Ziemi, a niepewność pomiarów wynosi zaledwie 1,7%. Uczestnicy projektu posłużyli się dwiema technikami, aby spróbować zrozumieć to przyspieszenie. Jedna z nich dotyczyła badania oscylacji barionowych. Są to fale, które przechodziły przez wczesny wszechświat i które odcisnęły swój ślad na dystrybucji materii po jego schłodzeniu. Ponieważ oscylacje te można śledzić w całym wszechświecie, są one źródłem bogatych informacji o jego zawartości. Obserwowane fale ograniczają wartości dotyczące zawartości i tempa rozszerzania się wczesnego wszechświata. Druga z zastosowanych technik dotyczy odkształcenia przestrzennego przesunięcia ku czerwieni. Opisują one komponent prędkości galaktyk, wynikający z rozrastania się struktury wszechświata. Zespół starał się ustalić, czy sąsiednie galaktyki tworzą grupy w sposób, który mógłby wynikać wyłącznie z działania grawitacji. Wyniki badania są zgodne z ogólną teorią względności Einsteina (w tym także z wprowadzoną przez niego stałą kosmologiczną) i mogą być interpretowane jako reprezentacja ciemnej energii. Zespół przeprowadził też prace predykcyjne na potrzeby kolejnych przeglądów galaktyk, w tym realizowanej przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) misji Euclid.
Słowa kluczowe
Ciemna energia, wszechświat, galaktyki, MDEPUGS, przesunięcie ku czerwieni
