Tamsiosios medžiagos grupės gali atskleisti tamsios energijos prigimtį

Anonim

Mokslininkai tikisi suprasti vieną iš labiausiai ištvermingų kosmologijos paslapčių, imituodama jo poveikį galaktikų grupavimui.

Šis slėpinys yra tamsioji energija - reiškinys, kurį, kaip teigia mokslininkai, visata vis labiau plinta. Niekas nieko nežino apie tamsią energiją, išskyrus tai, kad jis kažkaip gali pūsti beveik viską.

Tuo tarpu tamsi energija turi vienodai šešėlį pusbrolius - tamsią materiją. Ši nematoma medžiaga, atrodo, buvo klasifikuojama aplink galaktikas ir neleido jiems atsikratyti, suteikiant jiems papildomą gravitacinį trauką.

Toks klasterizavimo efektas yra konkurencijos su spartėjančia tamsiosios energijos plėtra. Vis dėlto, tyrinėjant tikslią šio konkurso prigimtį, gali būti apšviesta tamsioji energija.

"Daugelis tamsiosios energijos modelių jau yra atmesti esamais duomenimis", - sakė dr. Aleksandras Meadas, kosmetologas Britanijos Kolumbijos universitete Vankuveryje, Kanadoje, kuris dirba projektu "Halo modeliavimas". "Tikimės, kad ateityje galėsime išspręsti daugiau".

Gravitacinis lęšis

Šiuo metu vienintelis būdas matyti tamsią materiją yra ieškant jos gravitacinės traukos įtakos kitam dalykui ir šviesai. Gaminamas intensyvus gravitacinis laukas gali sukelti šviesą, kuri gali iškraipyti ir pasislinkti dideliais atstumais - gravitacinio lęšio efektu.

Žemėlapyje tamsiosios materijos tolimose kosmoso vietose mokslininkai gali išsiaiškinti, kiek tamsi materija yra klasterizuota, ir iš esmės, kaip tą grupę įtakoja tamsioji energija.

Tačiau ryšys tarp gravitacinio lęšio ir tamsiųjų medžiagų klastojimo nėra paprastas. Norėdami interpretuoti teleskopų duomenis, mokslininkai privalo remtis detaliais kosmologiniais modeliais - sudėtingų sistemų matematiniais vaizdais.

Dr Mead kuria klasterizavimo modelį, kuris, jo manymu, bus pakankamai tiksliai atskirtas nuo skirtingų tamsiosios energijos hipotezių.

"Man patinka daug panašumų su turbulencija. Turbulenciu skysčio srautu galite kalbėti apie srovių ir eddies, kurios yra gražūs žodžiai, tačiau tikrovė, kaip skystis vamzdyje išplaukia ramiai tekant į srautą, yra labai sudėtingas "

Penktoji jėga

Viena iš egzotinių teorijų yra ta, kad tamsi energija yra iki šiol nepastebėta penktoji jėga, be keturių žinomų jėgų - gravitacija, elektromagnetizmas ir stiprios ir silpnos atominės atominės jėgos.

Tačiau labiau tamsiosios energijos hipotezė yra žinoma kaip kosmologinė konstanta, kurią pateikė Albertas Einšteinas kaip savo bendrosios reliatyvumo teorijos dalį. Dažnai manoma, kad ji apibūdina visapusišką virtualiąsias daleles, kurios visame pasaulyje vis dažniau atsiranda ir išgyvena.

Žinoma, vienas iš būdų išvengti kosmologinės pastovios hipotezės yra įrodyti, kad tamsioji energija nėra pastovi. Tai yra Prancūzijos Paryžiaus observatorijos Dr. Pier Stefano Corasaniti tikslas, kuris projekte, pavadintame EDECS, artėja prie kitokios krypties tamsiosios medžiagos grupių.

Vietoj bandymo modeliuoti grupavimą iš gravitacinių lęšių duomenų jis pradeda būtent dinamišką - t. Y. Ne nuolatinę - tamsiosios energijos hipotezę ir bandydamas nuspėti, kaip tamsi materija būtų klasifikuojama, jei taip būtų.

Stumti ribas

Iš principo begalinis būdas tamsioms energijos gali skirtis erdvėje ir laiku, nors daugelis teorijų jau buvo atmesta esamų pastebėjimų. Dr. Corasaniti sutelkia savo modeliavimus į dinaminės tamsios energijos rūšis, kurios stumia į šių stebėjimo ribų kraštus, ir sudaro kelią bandymams su būsimais eksperimentais.

Modeliuojant, kuris atskleidžia daugybę "tamsiosios medžiagos" dalelių "N-kūno" evoliucijos, reikalaujama, kad superkompiuteriai veiktų ilgą laiką, tvarkydami keletą petabaitų (vieno milijono milijonų baitų) duomenų.

"Mes buvome vienoje iš didžiausių kosmologinių N kūno modelių, kuriuos kada nors supratau", - sakė dr. Corasaniti.

Dr. Corasaniti modeliavimas prognozuoja, kad tamsioji energija, kuri laikui bėgant vystosi, turėtų paveikti tamsiųjų medžiagų grupavimą. Tai, savo ruožtu, pakeičia efektyvumą, su kuriuo galaktikos formuojasi taip, kad nebūtų būdinga nuolatinei tamsiai energijai.

Prognozės, kurias jo modeliai daro, gali būti išbandytos naudojant būsimus teleskopus, tokius kaip Čilėje esantis didysis sinoptinio tyrimo teleskopas ir Australijos ir Pietų Afrikos kvadratinio kilometro matrica, taip pat palydovų misijos, pvz., "Euklidas") ir WFIRST (plataus lauko infraraudonųjų spindulių tyrimo teleskopas).

"Jei tamsioji energija pasirodys kaip dinamiškas reiškinys, tai turės gilią įtaką ne tik kosmologijai, bet ir mūsų supratimui apie fundamentalią fiziką", - sakė dr. Corasaniti.

menu
menu