Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması'ndan (SDSS) araştırmacılar, en yeni bilgisayar bilimini yeni astronomik verilere uygulayarak, bugün büyük ölçeklerde kozmik büyütmenin ilk sağlam tespitini, Einstein'ın Genel Görelilik Teorisinin galaksilerin dağılımına ilişkin bir tahminini bildirdi. , karanlık madde ve uzak kuasarlar.
Astrofizik Dergisi'nde yayınlanmak üzere kabul edilen bu bulgular, burada gözlemcilere ulaşmadan önce karanlık kuarklardan karanlık madde ve galaksiler ağı üzerinden geçerken ışığın maruz kaldığı ince çarpıtmaları detaylandırıyor.
SDSS keşfi, daha önceki büyütme ölçümleri ile galaksiler, karanlık madde ve evrenin genel geometrisi arasındaki ilişkinin diğer kozmolojik testleri arasındaki iki on yıllık anlaşmazlığı sona erdirir.
Pittsburgh Üniversitesi'nden baş araştırmacı Ryan Scranton, “Kütleçekimsel mercime bağlı arka plan gökadalarının şekillerinin bozulması ilk on yıl önce gözlemlendi, ancak hiç kimse mercek sinyalinin büyütme bölümünü güvenilir bir şekilde tespit edemedi” dedi.
Işık, 10 milyar yıllık yolculuğunu uzak bir kuasardan gerçekleştirirken, yerçekimi merceği olarak bilinen bir etki olan karanlık madde ve galaksilerin yerçekimi çekmesi tarafından saptırılır ve odaklanır. SDSS araştırmacıları, kuasarların hafif parlaklığını veya “büyütmesini” kesin olarak ölçtüler ve etkiyi kuasar ışığının yolu boyunca galaksilerin ve karanlık maddenin yoğunluğuna bağladılar. SDSS ekibi bu büyütmeyi 200.000 kuasarın parlaklığında tespit etti.
Yerçekimi mercekleme Einstein’ın Genel Göreliliğinin temel bir öngörüsü olsa da, SDSS işbirliğinin keşfi yeni bir boyut ekliyor.
SDTS işbirlikçisi Bob Nichol, Portsmouth Üniversitesi'nde (İngiltere) “Büyütme etkisini gözlemlemek, Einstein'ın teorisinin temel bir tahmininin önemli bir doğrulamasıdır. “Aynı zamanda bize galaksilerin, galaksi kümelerinin ve karanlık maddenin etkileşimini açıklamak için geliştirilen standart model üzerinde önemli bir tutarlılık kontrolü sağlıyor.”
Gökbilimciler yirmi yıldır yerçekimi merceğinin bu yönünü ölçmeye çalışıyorlar. Bununla birlikte, büyütme sinyali çok küçük bir etkidir - her bir kuasardan gelen ışıkta yüzde birkaç artış kadar küçük. Böyle küçük bir değişikliği tespit etmek için, parlaklıklarının hassas ölçümleri ile çok büyük bir kuasar örneği gerekir.
Bir araştırmacı olan Brice Menard, “Birçok grup geçmişte kozmik büyütme saptamaları bildirmiş olsa da, veri setleri kesin bir ölçüme izin verecek kadar büyük veya kesin değildi ve sonuçların standart kozmoloji ile uzlaştırılması zor oldu. Princeton, NJ İleri Araştırma Enstitüsü.
Atılım, bu yılın başlarında, SDSS kataloğundan 13 milyon galaksi ve 200.000 kuasarlık hassas bir şekilde kalibre edilmiş bir örnek kullanılarak geldi. SDSS'den elde edilebilen tamamen dijital veriler, daha önce büyütmeyi ölçme girişimlerini rahatsız eden teknik sorunların çoğunu çözdü. Ancak, yeni ölçümün anahtarı SDSS verilerinde kuasarları bulmanın yeni bir yolunun geliştirilmesiydi.
Princeton Üniversitesi'nden Gordon Richards, “Bilgisayar bilimi ve istatistik dünyasından en yeni fikirleri aldık ve bunları verilerimize uyguladık.
Richards, yeni istatistiksel teknikler kullanarak, SDSS bilim adamlarının geleneksel yöntemlerden 10 kat daha büyük bir kuasar örneği çıkarabildiklerini, bu da büyütme sinyalini bulmak için gereken olağanüstü hassasiyete izin verdiğini açıkladı. Richards, “Mercekleme sinyalini net olarak tespit etmemiz bu teknikler olmadan yapılamazdı,” dedi.
Galaksilerin geniş çaplı dağılımı, Kozmik Mikrodalga Arkaplanı ve uzak süpernovaların son gözlemleri, gökbilimcilerin kozmolojinin “standart bir modelini” geliştirmelerine yol açtı. Bu modelde, görünür gökadalar evrenin tüm kütlesinin sadece küçük bir kısmını temsil eder, geri kalanı karanlık maddeden yapılmıştır.
Ancak, kozmik büyütme sinyalinin önceki ölçümlerini bu modelle uzlaştırmak için, galaksilerin baskın karanlık maddeye göre nasıl dağıldığı konusunda mantıklı varsayımlar yapılmasını gerektiriyordu. Bu, bazılarının temel kozmolojik resmin yanlış veya en azından tutarsız olduğu sonucuna varmasına neden oldu. Bununla birlikte, daha kesin SDSS sonuçları, önceki veri kümelerinin muhtemelen ölçümün zorluklarına uygun olmadığını göstermektedir.
Scranton, “SDSS'den alınan kaliteli veriler ve kuasar seçiminde çok daha iyi yöntemimizle bu sorunu dinlendirdik” dedi. “Ölçümümüz, evrenin bize söylediklerinin geri kalanıyla uyumlu ve uyuşmazlık anlaşması çözüldü.”
Andrew Kozolly, “Artık kozmik büyütmenin güvenilir bir ölçümünü yapabildiğimizi gösterdik. Bir sonraki adım, gökadalar, karanlık madde ve ışık arasındaki etkileşimi çok daha ayrıntılı bir şekilde incelemek için bir araç olarak kullanmak olacak” dedi. Pittsburgh Üniversitesi.
Orijinal Kaynak: SDSS Haber Bülteni
