Οι αστροφυσικοί που μελετούν την επέκταση του Σύμπαντος με τους μεγαλύτερους καταλόγους γαλαξιών που έχουν συγκεντρωθεί ποτέ, ξεκινούν μια συναρπαστική εποχή κοσμολογίας ακριβείας. Την περασμένη εβδομάδα, η Sloan Digital Sky Survey (SDSS) δημοσίευσε την τελική δημόσια δημοσίευση δεδομένων και οι επιστήμονες που εργάζονται στο μεγαλύτερο πρόγραμμά του, η Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) παρουσίασαν επίσης τα τελικά τους αποτελέσματα στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Σιάτλ της Ουάσινγκτον.
Με τη χαρτογράφηση πάνω από 10.000 τετραγωνικούς βαθμούς - 25% του ουρανού - το BOSS «μετρά την επιταχυνόμενη επέκταση του σύμπαντός μας με τη μεγαλύτερη έρευνα εξωγαλαξιακής μετατόπισης στον κόσμο», σύμφωνα με τον διευθυντή SDSS-III Daniel Eisenstein του Κέντρου Αστροφυσικής του Harvard-Smithsonian. Τα αποτελέσματα του BOSS περιλαμβάνουν νέες και ακριβείς μετρήσεις του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος (που ονομάζεται «σταθερή Hubble») και την πυκνότητα ύλης, η οποία περιλαμβάνει σκοτεινή ύλη, αστέρια, αέριο και σκόνη.
Η BOSS πραγματοποίησε τις παρατηρήσεις της στο τηλεσκόπιο Sloan Foundation 2,5 μέτρων στο Παρατηρητήριο Apache Point στο Νέο Μεξικό, παράγοντας φάσματα και χωρικές θέσεις για 1,5 εκατομμύριο γαλαξίες και 300.000 κβάζαρ σε όγκο ισοδύναμο με κύβο με μήκος 8,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός στην πλευρά (βλέπε εικόνα παραπάνω). Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν αυτό το πλούσιο σύνολο δεδομένων για να χαρτογραφήσουν τις κατανομές των αντικειμένων και για να ανιχνεύσουν τη χαρακτηριστική κλίμακα που αποτυπώθηκε από ακουστικές ταλαντώσεις baryon στο πρώιμο σύμπαν. Τα ηχητικά κύματα διαδίδονται προς τα έξω με την πάροδο του χρόνου, όπως οι κυματισμοί που εξαπλώνονται σε μια λίμνη, και υποδεικνύονται από ένα σήμα ομαδοποίησης μεγάλης κλίμακας στις θέσεις των γαλαξιών που σχετίζονται μεταξύ τους (βλ. Παρακάτω εικόνα). Αναλύοντας αυτό το σήμα σε διαφορετικούς χρόνους, είναι δυνατόν να μελετηθεί η συμπεριφορά της μυστηριώδους «σκοτεινής ενέργειας» που προκαλεί την επιταχυνόμενη επέκταση του σύμπαντος.
Στα τελικά αποτελέσματα της BOSS, εκατοντάδες επιστήμονες στη διεθνή συνεργασία μέτρησαν αυτήν την κλίμακα με πρωτοφανή ακρίβεια. Συγκεκριμένα, ο Ashley Ross από το Πανεπιστήμιο του Οχάιο παρουσίασε αποτελέσματα που έδειξαν τη δύναμη του συνδυασμού μιας ανάλυσης των εγκάρσιων και οπτικών κατανομών των γαλαξιών. Σε ένα έγγραφο του Eric Aubourg και συνεργατών, οι αστρονόμοι της BOSS μέτρησαν την κοσμική κλίμακα απόστασης των γαλαξιών στο «τοπικό» σύμπαν και των κβάζαρ στο απομακρυσμένο σύμπαν με εντυπωσιακά μικρά συστηματικά σφάλματα - σε λιγότερο από το επίπεδο του 1% - όταν συνδυάζονται με κοσμικό φούρνο μικροκυμάτων περιορισμοί ιστορικού. Η κοσμολογική τους ανάλυση αποδίδει μια μέτρηση της σταθεράς Hubble και της πυκνότητας ύλης του σύμπαντος σύμφωνα με μια «επίπεδη» κοσμολογία ψυχρής σκοτεινής ύλης με μια κοσμολογική σταθερά (βλ. Παρακάτω). Κοσμολογικά μοντέλα όπως καμπυλότητα, εξελισσόμενη σκοτεινή ενέργεια ή μαζικά νετρίνα δεν αποκλείονται πλήρως, αλλά υποστηρίζονται λιγότερο από τα δεδομένα από ό, τι πριν. Άλλα αποτελέσματα από τη συνεργασία θα υποβληθούν για δημοσίευση τους επόμενους μήνες.
Το σύνολο δεδομένων BOSS «αντιπροσωπεύει το χρυσό πρότυπο για τη χαρτογράφηση του δικτύου γαλαξιών που περιλαμβάνει τη δομή μεγάλης κλίμακας του Σύμπαντος… Τα δεδομένα μας επιτρέπουν να εντοπίζουμε, με μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ, την παρουσία σκοτεινής ενέργειας, τη συμπεριφορά της βαρύτητας στις κοσμικές κλίμακες και στην επίδραση των μαζικών νετρίνων », λέει ο Chris Blake του Πανεπιστημίου Swinburne, που δεν σχετίζεται με τη συνεργασία.
Από πού θα πάει η ομάδα BOSS από εδώ; Η συνεργασία ξεκίνησε το έργο για το SDSS-IV, του οποίου η εξαετής αποστολή περιλαμβάνει μια φιλόδοξη εκτεταμένη έρευνα BOSS (eBOSS). Σύμφωνα με τον συντονιστή στόχευσης eBOSS Jeremy Tinker του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης, οι παρατηρήσεις του eBOSS πάνω από 700.000 κβάζαρ θα μετρήσουν με ακρίβεια την κλίμακα απόστασης «σε ένα πολύ υψηλότερο καθεστώς αλλαγής βάρους που δεν καλύπτεται από τις τρέχουσες έρευνες μεγάλης κλίμακας».
Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για το BOSS και τις ενημερώσεις σχετικά με τα τρία άλλα στοιχεία του SDSS στο προηγούμενο άρθρο μας εδώ.
Ιστοσελίδα SDSS
(Πλήρης αποκάλυψη: Ο Ramin Skibba ήταν μέλος της συνεργασίας BOSS κατά την περίοδο 2010-2012.)
