Poté, co se v raném vesmíru začaly formovat galaxie, vesmír se dále rozpínal. Gravitační přitažlivost mezi galaxiemi fungovala tak, že galaxie stáhla k sobě do nadkupy, zatímco temná energie a její výsledná kosmická expanze tyto shluky od sebe rozehnala. Výsledkem je, že vesmír je plný těsných shluků galaxií oddělených obrovskými dutinami převážně prázdného prostoru.
Rozsah těchto shluků a dutin je založen na rychlosti, jakou se vesmír v průběhu času rozpínal. Účinek je podobný způsobu, jakým jsou molekuly vzduchu shlukovány dohromady měnícím se tlakem zvukových vln, takže tento efekt je znám jako baryonová akustická oscilace (BAO). Prostřednictvím tohoto efektu mohou astronomové studovat temnou energii měřením polohy a rudého posuvu více než milionu galaxií. Shromažďování a analýza galaxií byla poprvé provedena společností Baryonový oscilační spektroskopický průzkum (BOSS). Poté byl rozšířen na eBOSS, který zveřejnil své první výsledky.
Vizualizace superkupy Laniakea, jejíž součástí je naše galaxie. Kredit: Tsaghkyan / Wikimedia Commons
Tento nový průzkum analyzoval galaxie ve vzdálenosti 0,7 – 1,8 miliardy světelných let a studoval BAO efekt stejně jako rané studie BOSS. Ale eBOSS se také podíval na efekt známý jako redshift space Distorsions (RSD). To umožnilo týmu vzít v úvahu pohyb galaxie ve vesmíru a také kosmickou expanzi.
V rámci standardního modelu kosmologie lze vzdálenost galaxie určit podle jejího rudého posuvu. Protože se vesmír všude rozpíná, čím je galaxie vzdálenější, tím větší je rozpínání prostoru mezi námi a tím větší je rudý posuv. Ale galaxie se také pohybují vesmírem a jejich relativní pohyb může také přispět k červenému nebo modrému posuvu. V důsledku toho by mohl být celkový červený posuv zkreslený, takže naše měření BAO by byla méně přesná. Prostřednictvím RSD by to tým mohl statisticky zohlednit, takže jejich celkové výsledky jsou mnohem přesnější.
Kombinací BAO a RSD tým potvrdil existenci temné energie na ohromující úrovni spolehlivosti 11-Sigma. Obvykle se jako potvrzení bere vědecký výsledek 5-Sigma. Výsledek na 11-Sigma je tak silný, že se blíží jistotě, kterou můžeme získat. Temná energie a její zrychlující se expanze je rozhodně skutečná.
Samozřejmě stále nevíme, co temná energie vlastně je. Jedna myšlenka je, že temná energie je vlastní vlastností prostoru a času. Kosmologická konstanta, která způsobuje rozpínání vesmíru. Další je, že temná energie je energetické pole, které vyplňuje vesmír, jako pátá základní síla. Abychom rozlišili mezi těmito protichůdnými modely, musíme nejen potvrdit existenci temné energie, ale také to, zda se mění v čase, nebo se mění v závislosti na směru, kterým se díváme. Studie jako eBOSS nám poskytnou data, která potřebujeme k pochopení vesmírného tajemství temné energie.
Odkaz:Gong-Bo Zhao a kol.' Dokončený SDSS-IV rozšířený baryonový oscilační spektroskopický průzkum: multitracerová analýza ve Fourierově prostoru pro měření růstu a rychlosti expanze kosmické struktury .'Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti504,1 (2021): 33-52.
