Karanlık madde kümeleri karanlık enerjinin doğasını açığa çıkarabilir

Anonim

Bilim adamları, galaksilerin kümelenmesi üzerindeki etkisini simüle ederek kozmolojideki en kalıcı gizemlerden birini anlamayı umuyorlar.

Bu gizem karanlık enerjidir - bilim adamlarının varsaydığı fenomen, evrenin her zamankinden daha hızlı genişlemesine neden olur. Kimse karanlık enerjiyle ilgili hiçbir şey bilmiyor, ama bir şekilde her şeyi birbirinden ayırabiliyor olması dışında.

Bu arada, karanlık enerji eşit gölgeli bir kuzenine - karanlık maddeye sahiptir. Bu görünmez maddenin gökadalar etrafında kümelenmesi ve kendilerini fazladan bir yerçekimi çekimi ile ödünç almalarını engellemek gibi görünüyor.

Böyle bir kümelenme etkisi, karanlık enerjinin hızlanan genişlemesiyle rekabet halindedir. Ancak bu yarışmanın kesin doğasını incelemek karanlık enerjiye ışık tutabilir.

Halo modelleme adlı bir projede çalışan Kanada British Columbia Üniversitesi'nde kozmolog olan Dr. Alexander Mead, “Birçok karanlık enerji modeli halihazırdaki verilerle kararlaştırılmıştır. "Umarım gelecekte daha fazla karar verebiliriz."

Yerçekimi lensing

Şu anda, karanlık maddenin gözlenebilmesinin tek yolu, kütle çekiminin diğer madde ve ışık üzerindeki etkilerini araştırmaktır. Ürettiği yoğun çekim alanı, ışığın büyük mesafelere çarpmasına ve eğilmesine neden olabilir - bu, yerçekimi lensi olarak bilinen bir etkidir.

Karanlık maddeyi kozmosun uzak bölgelerinde haritalayarak, bilim adamları ne kadar karanlık madde kümelenmesinin var olduğunu görebilirler - ve prensip olarak bu kümelenmenin karanlık enerjiden nasıl etkilendiğini.

Bununla birlikte, yerçekimi lensi ile karanlık madde kümelenmesi arasındaki bağlantı basit değildir. Verileri teleskoplardan yorumlamak için, bilim adamları, karmaşık kozmolojik modellere - karmaşık sistemlerin matematiksel temsillerine başvurmalıdır.

Mead, farklı karanlık enerji hipotezlerini birbirinden ayırmak için yeterli doğruluğa sahip olmasını umduğu bir kümelenme modeli geliştiriyor.

"Ben çok benzediğim bir benzetme türbülanstır. Çalkantılı akışkan akışında güzel sözler olan akımlar ve girdaplar hakkında konuşabilirsiniz, fakat bir borudaki akışkanın akıcı bir şekilde akıcı bir şekilde akmasına neden olduğu gerçeği aşırı derecede karmaşıktır.."

Beşinci kuvvet

Daha egzotik teorilerden biri, karanlık enerjinin, doğanın bilinen dört kuvvetine (yerçekimi, elektromanyetizma ve atomların içindeki güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler) ek olarak şimdiye dek fark edilmemiş beşinci gücün sonucu olmasıdır.

Bununla birlikte, karanlık enerji için daha yaygın bir hipotez, genel olarak görelilik kuramının bir parçası olarak Albert Einstein tarafından öne sürülen kozmolojik sabit olarak bilinir. Çoğu zaman, evrende sürekli olarak varolan ve dışına çıkmakta olan, bütünüyle yayılan bir sanal parçacık denizi betimlendiği düşünülmektedir.

Kozmolojik sabit hipotezi dışlamak için bir yol elbette, karanlık enerjinin hiç de sabit olmadığını kanıtlamaktır. Bu, Fransa'daki Paris Gözlemevi'nden Dr. Pier Stefano Corasaniti'nin - EDECS adlı bir projede - karanlık madde kümelenmesine farklı bir yönden yaklaşmakta olan hedefi.

Kütleçekimsel mercekleme verilerinden kümelenmeyi modellemeye çalışmak yerine, özel olarak bir dinamikle yani karanlık enerjinin hipotezi ile başlıyor ve bu durumda karanlık maddenin nasıl kümeleneceğini tahmin etmeye çalışıyor.

Limitleri zorlamak

Prensip olarak, karanlık enerjinin uzay ve zaman içinde değişebileceği sonsuz yollar vardır, ancak birçok teori zaten mevcut gözlemler tarafından yönetilmektedir. Corasaniti, simülasyonlarını, bu gözlemsel sınırların kenarlarına iten, gelecekteki deneylerle testlerin önünü açan dinamik karanlık enerji türleri üzerine odaklıyor.

Çok sayıdaki "N-body" karanlık madde partiküllerinin evrimini izleyen simülasyonlar, uzun süreler boyunca çalışan süper bilgisayarları gerektiriyor, birkaç petabayt (bin milyon milyon bayt) veri işleniyor.

Corasaniti, "Bugüne kadar gerçekleşmiş en büyük kozmolojik N-vücut simülasyonları arasında koştuk." Dedi.

Corasaniti'nin simülasyonları, karanlık enerjinin zaman içinde gelişiminin karanlık madde kümelenmesini etkilemesi gerektiğini öngörüyor. Bu da, gökadaların, sabit karanlık enerjiyle durum olmayacak şekilde oluşturdukları verimliliği değiştirir.

Modellerinin yaptığı tahminler, Şili'deki Büyük Sinoptik Araştırma Teleskobu ve Avustralya ve Güney Afrika'daki Kilometre Kilidi Array gibi teleskopların yanı sıra Euclid gibi uydu misyonları (LVDLing için Avrupa İşbirliği Anlaşması) ile test edilebilir.) ve WFIRST (Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Teleskopu).

Corasaniti, “Karanlık enerjinin dinamik bir fenomen olduğu ortaya çıkarsa, bu sadece kozmolojide değil, temel fizik anlayışımız üzerinde derin bir etki yaratacaktır” dedi.

menu
menu