حقوق الصورة: هابل
شارك علماء الجامعة في تأسيس تعاون دولي يسعى لقياس دقة جديدة القوة الغامضة التي تسبب الكون في التحليق. تدعو الخطط للمشروع ، المسمى مسح الطاقة المظلمة ، لجمع بيانات حول ما يقرب من 300 مليون مجرة تمتد على 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 إجراء المزيد من الدراسات الاستقصائية الأكثر طموحًا سيستغرق عقدًا على الأقل لتحقيق النتائج. أنا لا أريد الانتظار طويلا؟ قال جوشوا فريمان ، أستاذ الفلك والفيزياء الفلكية والكلية.
وفقًا لطرق المحاسبة الفيزيائية ، تشكل الطاقة المظلمة 70 بالمائة من الكون. قد تكون الطاقة المظلمة مظهرًا ثابتًا لثابت ألبرت أينشتاين الكوني ، وهي قوة تعمل في جميع الأوقات وفي جميع الأماكن في جميع أنحاء الكون. قد يكون أيضًا انهيارًا لنظرية أينشتاين عن الجاذبية على نطاق واسع.
"تتطلب الجاذبية أن تكون بغيضة" قال واين هو ، الأستاذ المساعد في علم الفلك والفيزياء الفلكية. هذا ممكن تحت نظرياتنا القياسية عن الجاذبية ، لكن هذا غير متوقع. قال فريمان ، أيًا كانت الطاقة المظلمة ، فمن المحتمل أن يكون لها آثار عميقة على الفيزياء الأساسية.
يتألف 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 ، إسبانيا. من المرجح أن يأتي تمويل المشروع الذي تبلغ قيمته 20 مليون دولار بشكل أساسي من وزارة الطاقة الأمريكية ووكالات التمويل الأوروبية والمؤسسات الأعضاء ووكالات ومصادر أخرى.
يرأس فريمان عنصر الجامعة في التعاون. ينضم إليه هو جين تاو في التعاون جون كارستروم ، أستاذ الخدمة المتميزة S. Chandrasekhar في علم الفلك والفيزياء الفلكية والكلية. سكوت دوديلسون ، أستاذ في علم الفلك والفيزياء الفلكية وقسم كليات العلوم الفيزيائية ؛ ستيفن كينت ، أستاذ مشارك في علم الفلك والفيزياء الفلكية. إيرين شيلدون ، زميلة في معهد كافلي للفيزياء الكونية ؛ وريزا ويتشلر ، زميلة هابل في معهد كافلي للفيزياء الكونية. كما أن فريمان ودوديلسون عضوان في مجموعة الفيزياء الفلكية النظرية في فيرميلاب ، والتي يرأسها دوديلسون ، بينما يرأس كينت مجموعة الفيزياء الفلكية التجريبية لفيرميلاب.
ستستلزم DES تركيب كاميرا بدقة 520 ميجابكسل على تلسكوب Blanco الحالي الذي يبلغ طوله أربعة أمتار في مرصد سيرو تولولو الأمريكي في تشيلي. هذا سيكون أكبر من أي كاميرا بصرية موجودة في العالم؟ قال فريمان.
قال فريمان إن بضع مئات من وحدات البكسل قد لا تبدو كبيرة ، لكنها ليست نفس وحدات البكسل التي تدخل في جهازك المحمول باليد. لديهم حساسية أعلى بكثير. إنها؟ كاشفات عالية الدقة وعالية الكفاءة.؟ علاوة على ذلك ، ستسمح الكاميرا للعلماء بمسح السماء بشكل أسرع 10 مرات من أي مرصد أمريكي موجود.
الكاميرا الموجودة الآن على المنظار لديها مجال رؤية صغير للغاية. سيستغرق منا ذلك عدة عقود لإجراء المسح ،؟ قال فريمان.
ستمكن الكاميرا الجديدة DES من استخدام أربع تقنيات في محاولة للتمييز بين التفسرين الواسعين للطاقة المظلمة - الثابت الكوني أو انهيار الجاذبية.
"الطريقة الأولى والأخرى التي تقود تصميم المسح حقًا هي عد مجموعات المجرات؟" قال فريمان. وفي هذا الجهد ، ستعمل جنبًا إلى جنب مع تليسكوب القطب الجنوبي في كارلستروم ، والذي من المقرر أن يبدأ في إجراء الملاحظات في مارس 2007.
سوف تساعد SPT على الكشف عما إذا كانت الطاقة المظلمة قد أعاقت تشكيل مجموعات المجرات على مدى تاريخ الكون. من خلال تلسكوب لاسلكي ، ستكتشف SPT عناقيد المجرات بالطريقة التي تشوه بها إشعاع الميكروويف المتبقي من الانفجار الكبير. إذا كان المنظرون يعرفون مدى بعدية مجموعات المجرات ومدى ضخامتها ، فيمكنهم التنبؤ بعدد الكميات التي يجب أن تكون موجودة في وجود الطاقة المظلمة. ستقوم DES بإجراء قياسات بصرية لتقدير بعدها من خلال ألوان المجرات وكتلتها عن طريق العدسات الجاذبية ، وتشويه الضوء بواسطة مجموعة مجرة متداخلة. هذا اختبار أنيق حقًا؟ قال هو.
التقنية الثالثة تستخدم عدسة الجاذبية على مقياس كوني. يستطيع المنظرون التنبؤ بتأثير الطاقة المظلمة على التوزيع الواسع النطاق للمادة المظلمة. مع مساحة المسح الكبيرة ، يمكن لـ DES قياس التشوه الدقيق لصور المجرات التي تسببها التقلبات في كثافة المادة المظلمة.
تتضمن الطريقة الرابعة نفس التقنية التي أدت إلى اكتشاف الطاقة المظلمة لعام 1998: قياس المسافة إلى نوع معين من النجوم المتفجرة لإعادة بناء تاريخ التمدد للكون. درس علماء الفلك هذه النجوم المتفجرة متوقعين أن يجدوا أن توسع الكون قد تباطأ مع مرور الوقت. اكتشفوا بدلا من ذلك التوسع المتسارع.
"هذه التقنيات تكمل بعضها البعض بشكل جيد للغاية؟" قال فريمان. إنهم يعانون من مصادر مختلفة للخطأ ، لذا إن وافقوا ، فهذا يمنحك الثقة في نتائجك.
من جانبه ، يأمل هو في أن تكشف الاختبارات عن بعض التناقض بين التوقعات والواقع. بالنسبة لي سيكون هذا هو الشيء الأكثر إثارة.؟
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جامعة شيكاغو
