Poszukiwanie ciemnej energii i ciemnej materii
Teleskop kosmiczny Euclid, należący do Europejskiej Agencji Kosmicznej, zostanie wyposażony w kamerę podczerwoną, by prześledzić rozkład galaktyk i zmierzyć kosmiczne przyspieszenie. Naukowcy sądzą, że rosnące tempo rozszerzania się wszechświata jest wywołane ciemną energią. W ramach finansowanego ze środków unijnych projektu DRKFRCS (Disambiguating the invisible universe), naukowcy zajęli się zbadaniem czy stała kosmologiczna adekwatnie opisuje rozszerzający się wszechświat. Niezależnie od przyspieszenia, kosmologia daje możliwość sprawdzenia czy ogólna teoria względności stosuje się do grawitacji w skali galaktycznej. W ostatnich dekadach, opracowano wiele kodów na potrzeby rozwiązania równania Boltzmanna w warunkach grawitacji. Uzyskane dzięki tym kodom wyniki wykorzystuje się do precyzowania parametrów kosmologicznych lub generowania warunków początkowych w celu symulacji procesów fizycznych zachodzących w małych skalach. Zespół DRKFRCS rozbudował kod do rozwiązywania kosmicznej anizotropii liniowej - Cosmic linear anisotropy solving system (CLASS), aby uzyskać ograniczenia zmodyfikowanych modeli grawitacyjnych, zawierające świeże dane obserwacyjne. Dodatkowo, można zastosować Horndeski w kodzie do rozwiązywania kosmicznej anizotropii liniowej (hi-class)(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w dociekaniach efektów relatywistycznych w ultra-dużych skalach. W kodzie, opublikowanym na użytek publiczny w czerwcu 2016 r., wprowadzono zmiany pozwalające modelować dynamikę modeli ciemnej energii , należących do klasy teorii Horndeski. Klasa hi-class do tej pory jest opracowywana, dodawane są nowe funkcjonalności, aby rozszerzyć wybór modeli. Przed zakończeniem projektu DRKFRCS, naukowcy odkryli nieznane powiązanie pomiędzy modelami ciemnej energii modyfikującymi ogólną teorię względności i teorię fali grawitacyjnych. Wykazali oni bezpośrednią zależność pomiędzy obecnością naprężenia anizotropowego w rozwiązaniach kosmologicznych a modyfikacją propagacji fal grawitacyjnych. Naprężenie anizotropowe jest często odnotowywane w teoriach Horndeski, jak również innych ogólnych klasach modelów rozszerzających teorię grawitacji. W szczególności, powoduje ono podział wartości dwóch skalarnych potencjałów grawitacyjnych. Stosunek między tymi dwoma potencjałami jest niezależną od modeli daną obserwacyjną, którą teleskop Euclid powinien móc zmierzyć z wysoką precyzją. Co więcej, wyniki projektowe otwierają drogę całkowicie odmiennej misji, wykrycia fal grawitacyjnych w poszukiwaniu ciemnej energii.
Słowa kluczowe
Ciemna energia, ciemna materia, kosmiczne przyspieszenie, projekt DRKFRCS, fale grawitacyjne
