O echipă de astronomi britanici și australieni au anunțat astăzi că a găsit legătura lipsă care se referă direct la galaxii moderne, cum este propria noastră Calea Lactee cu Big Bang-ul care a creat Universul nostru în urmă cu 14 mii de milioane de ani. Rezultatele sunt rezultatul unui efort de 10 ani de a cartografia distribuția în spațiu a 220.000 de galaxii de către 2dFGRS (2-Field Field Redshift Survey), un consorțiu de astronomi, care utilizează telescopul anglo-australian de 3,8 m (AAT) . Această legătură lipsă a fost revelată în existența unor caracteristici subtile în distribuția galaxiei în sondaj. Analiza acestor caracteristici a permis echipei să cântărească universul cu o precizie fără precedent.
2dFGRS a măsurat în detaliu distribuția galaxiilor, denumită structura pe scară largă a Universului. Aceste tipare variază ca mărime de la 100 de milioane la 1 miliard de ani-lumină. Proprietățile structurii pe scară largă sunt stabilite de procese fizice care funcționau când universul era într-adevăr foarte tânăr.
Dr. Shaun Cole de la Universitatea din Durham, care a condus cercetarea, explică: „La momentul nașterii, universul conținea nereguli minuscule, care se cred că au rezultat din procese„ cuantice ”sau subatomice. Aceste nereguli au fost amplificate de gravitate de atunci și, în cele din urmă, au dat naștere galaxiilor pe care le vedem astăzi. ”
Teoreticienii din anii '60 au sugerat că semințele primordiale ale galaxiilor ar trebui văzute ca ondulări în radiația Cosmic Microwave Background (CMB) emisă în căldura rămasă de la Big Bang, când Universul avea doar 350.000 de ani. Zgârieturile au fost ulterior observate în 1992 de satelitul COBE al NASA, dar până în prezent, nicio conexiune fermă nu a putut fi demonstrată cu formarea galaxiei. 2dFGRS a descoperit că un model văzut în aceste ondulări s-a propagat în Universul modern și poate fi detectat în galaxii astăzi.
Modelele din CMB conțin puncte proeminente de aproximativ un grad, produse de unde sonore care se propagă în plasma inimaginabil de fierbinte a Big Bang-ului. Aceste caracteristici sunt cunoscute sub numele de „vârfuri acustice” sau „vârfuri baryon”. Teoreticienii speculaseră că undele sonore ar fi lăsat și o amprentă în componenta dominantă a universului - „materia întunecată” exotică, care conduce el însuși formarea galaxiilor. Fizicienii și astronomii s-au gândit să încerce să identifice această amprentă în hărțile propriului cartier galactic.
După ani grei de muncă, luând măsurători ale galaxiilor la telescopul anglo-australian și modelându-și proprietățile cu tehnici matematice și de calcul sofisticate, echipa 2dFGRS a identificat amprenta undelor sonore în Big Bang. Apare ca trăsături delicate în „spectrul puterii”, statisticile folosite de astronomi pentru a cuantifica modelele văzute în hărțile distribuției galaxiei. Aceste caracteristici sunt în concordanță cu cele văzute pe fundalul microundelor - ceea ce înseamnă că înțelegem istoria de viață a gazului din care s-au format galaxiile.
Caracteristicile baronului conțin informații despre conținutul universului, în special despre cantitatea de materie obișnuită (cunoscută sub numele de baroni), felul de chestii care s-au condensat în stele și planete și din care suntem noi înșine.
Profesorul Carlos Frenk, director al Institutului de Cosmologie Computațională al Universității din Durham, a declarat: „Aceste caracteristici ale baronului sunt amprenta genetică a universului nostru. Ei stabilesc o legătură evolutivă directă către Big Bang. Găsirea lor este o etapă importantă în înțelegerea modului în care a fost format cosmosul. "
Profesorul John Peacock de la Edinburgh University, liderul echipei britanice a colaborării 2dFGRS, a declarat: „Nu cred că nimeni s-ar fi așteptat ca teoriile cosmologice simple să funcționeze atât de bine. Avem mare noroc să fim în preajmă să vedem această imagine a universului pus la punct. ”
2dFGRS a arătat că barionii sunt o componentă mică a universului nostru, alcătuind doar 18% din masa totală, restul de 82% apar ca materie întunecată. Pentru prima dată, echipa 2dFGRS a rupt bariera de precizie de 10 la sută în măsurarea masei totale a Universului.
De parcă această imagine nu ar fi destul de ciudată, 2dFGRS a arătat, de asemenea, că toată masa din univers (atât luminos, cât și întuneric) este depășită 4: 1 de o componentă și mai exotică numită „energie în vid” sau „energie întunecată”. Aceasta are proprietăți antigravitate, determinând accelerarea expansiunii universului. Această concluzie apare atunci când se combină rezultatele 2dFGRS cu datele privind radiațiile de fundal cu microunde, care au rămas din momentul în care au fost create caracteristicile baronului. Originea și identitatea energiei întunecate rămâne unul dintre cele mai profunde mistere ale științei moderne.
Cunoștințele noastre despre fundalul cu microunde s-au îmbunătățit enorm în 2003 cu date din satelitul WMAP al NASA. Echipa WMAP și-a combinat informațiile cu o analiză anterioară a unei părți din 2dFGRS pentru a concluziona că într-adevăr trăim într-un univers întunecat, dominat de energie. Aceasta a fost supranumită „descoperirea anului” în 2003 de revista Science. Acum, descoperirea legăturii cosmice lipsă de către echipa 2dFGRS, aproape exact un an mai târziu, încununează realizările unui deceniu de muncă atentă.
Într-o întorsătură interesantă, s-ar putea strânge indicii despre identitatea energiei întunecate prin găsirea unor caracteristici baron în distribuția galaxiilor în evoluție la jumătatea distanței dintre acum și Big Bang. Astronomii din Marea Britanie și colaboratorii lor din întreaga lume planifică acum sondaje mari asupra galaxiilor foarte îndepărtate cu acest scop.
Confirmarea independentă a prezenței caracteristicilor barionului în structura pe scară largă provine din Sloan Digital Sky Survey, condus de SUA. Ei folosesc o metodă complementară care nu implică spectrul puterii și studiază un subset rar de galaxii cu un volum mai mare decât 2dFGRS. Cu toate acestea, concluziile sunt consecvente, ceea ce este foarte satisfăcător.
Profesorul Michael Strauss de la Universitatea Princeton, purtătorul de cuvânt pentru colaborarea SDSS, a declarat: „Aceasta este știința minunată. Cele două grupuri au văzut acum în mod independent dovezi directe pentru creșterea structurii prin instabilitate gravitațională din fluctuațiile inițiale observate pe fundalul microundelor cosmice. "
Sursa originală: Comunicat de presă PPARC
