กลุ่มสสารมืดสามารถเปิดเผยลักษณะของพลังงานมืดได้

Anonim

นักวิทยาศาสตร์หวังที่จะเข้าใจความลึกลับอันยาวนานที่สุดแห่งหนึ่งในจักรวาลวิทยาโดยการจำลองผลกระทบต่อการกระจุกตัวของกาแลคซี

ความลึกลับที่เป็นพลังงานมืด - ปรากฏการณ์ที่นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานคือทำให้จักรวาลขยายตัวในอัตราที่ไม่เคยเร็วขึ้น ไม่มีใครรู้อะไรเกี่ยวกับพลังงานมืดยกเว้นว่ามันอาจจะเป็นอย่างใดพัดทุกอย่างสวยมากออกจากกัน

ในขณะที่พลังงานมืดมีลูกพี่ลูกน้องที่ร่มรื่นอย่างเท่าเทียมกันเช่นสสารมืด สารที่มองไม่เห็นนี้ดูเหมือนจะกระจุกตัวอยู่รอบ ๆ กาแลคซีและป้องกันไม่ให้มันหมุนตัวออกจากกันโดยการให้แรงโน้มถ่วงเป็นพิเศษ

ผลการจัดกลุ่มดังกล่าวเป็นการแข่งขันกับการขยายตัวที่เพิ่มขึ้นของพลังงานมืด อย่างไรก็ตามการศึกษาธรรมชาติที่แม่นยำของการแข่งขันครั้งนี้อาจทำให้พลังงานมืดบางลง

ดร. อเล็กซานเดอร์มธุลนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในเมืองแวนคูเวอร์ประเทศแคนาดากล่าวว่า "โมเดลพลังงานมืด ๆ ถูกตัดออกไปแล้วด้วยข้อมูลปัจจุบัน" ดร. อเล็กซานเดอร์มธุนักวิทยาศาสตรวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในเมืองแวนคูเวอร์ประเทศแคนาดากล่าว "หวังว่าในอนาคตเราสามารถปกครองได้มากขึ้น"

เลนส์ซูมแรงโน้มถ่วง

ขณะนี้สิ่งเดียวที่สามารถมองเห็นได้คือการมองหาผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงที่มีต่อสิ่งอื่นและแสง สนามแรงดึงดูดที่รุนแรงที่เกิดขึ้นอาจทำให้เกิดแสงที่บิดเบือนและโค้งงอได้ในระยะทางที่กว้างซึ่งเป็นผลที่รู้จักกันในชื่อเลนส์สัมผัส

โดยการทำแผนที่วัตถุที่สสารมืดในส่วนที่ไกลโพ้นของเอกภพนักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณปริมาณของสสารมืดที่มีอยู่ได้และโดยหลักการแล้วการจัดกลุ่มนั้นจะได้รับผลกระทบจากพลังงานมืด

ความเชื่อมโยงระหว่าง lensing แรงโน้มถ่วงและการจัดกลุ่มสสารมืดไม่ใช่เรื่องง่าย เพื่อตีความข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์นักวิทยาศาสตร์ต้องอ้างอิงถึงโมเดลจักรวาลวิทยาที่มีรายละเอียดซึ่งแสดงถึงระบบทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน

ดร. มีดกำลังพัฒนารูปแบบการจัดกลุ่มที่เขาหวังว่าจะมีความถูกต้องเพียงพอที่จะแยกแยะระหว่างสมมติฐานด้านพลังงานมืดที่แตกต่างออกไป

"ความคล้ายคลึงที่ฉันชอบมากคือความปั่นป่วนในกระแสของเหลวปั่นป่วนคุณสามารถพูดถึงกระแสและคลื่นซึ่งเป็นคำพูดที่ดี แต่ความเป็นจริงว่าของเหลวในท่อไหลออกจากการไหลอย่างใจเย็นไปในรูปแบบปั่นป่วนมีความซับซ้อนมาก."

แรงที่ห้า

อีกทฤษฎีหนึ่งที่แปลกใหม่คือพลังงานมืดเป็นผลมาจากแรงที่ห้าที่ไม่ถูกตรวจพบจนบัดนี้นอกเหนือไปจากแรงโน้มถ่วงที่รู้จักกันในชื่อสี่แรงโน้มถ่วงของโลกธรรมชาติและแรงนิวเคลียร์ที่อ่อนแอและอ่อนแอภายในอะตอม

สมมติฐานทั่วไปสำหรับพลังงานมืด แต่เป็นที่รู้จักกันเป็นค่าคงที่ดาราศาสตร์ซึ่งถูกนำมาโดย Albert Einstein เป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าจะอธิบายถึงทะเลที่ปกคลุมไปด้วยมหาสมุทรทั้งหมดของอนุภาคเสมือนที่ต่อเนื่องเข้าสู่และออกจากการดำรงอยู่ทั่วจักรวาล

วิธีหนึ่งในการตัดสมมติฐานคงที่เกี่ยวกับดาราศาสตร์คือการพิสูจน์ว่าพลังงานมืดไม่คงที่ นี่คือเป้าหมายของ Dr. Pier Stefano Corasaniti จาก Paris Observatory ในประเทศฝรั่งเศสซึ่งในโครงการ EDECS กำลังเข้าใกล้การจัดกลุ่มตามความเข้มจากทิศทางอื่น

แทนที่จะพยายามสร้างแบบจำลองการจัดกลุ่มจากข้อมูลเลนส์โน้มถ่วงเขาเริ่มต้นโดยเฉพาะกับแบบไดนามิกซึ่งก็คือไม่คงที่สมมติฐานของพลังงานมืดและพยายามคาดการณ์ว่าสสารมืดจะรวมตัวกันได้อย่างไรหากเป็นเช่นนี้

ผลักดันข้อ จำกัด

พลังงานมืดอาจแตกต่างกันไปในอวกาศและเวลาแม้ว่าทฤษฎีต่างๆจะถูกตัดออกจากข้อสังเกตที่มีอยู่แล้ว Corasaniti กำลังมุ่งเน้นการจำลองของเขาเกี่ยวกับชนิดของพลังงานมืดแบบไดนามิกที่ผลักดันที่ขอบของข้อ จำกัด เชิงสังเกตเหล่านี้ปูทางสำหรับการทดสอบกับการทดลองในอนาคต

การจำลองซึ่งติดตามวิวัฒนาการของอนุภาคสสารมืดจำนวนมาก "N-body" ต้องใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็นเวลานานทำให้สามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนหนึ่งพันล้านไบต์

ดร. Corasaniti กล่าวว่า "เราได้ทดลองใช้หุ่นจำลอง N-body ที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล

การจำลองของดร. Corasaniti ทำนายว่าพลังงานที่มืดจะค่อยๆสลายไปตามเวลาควรส่งผลต่อการจัดกลุ่มสสารมืด ในทางกลับกันจะเปลี่ยนประสิทธิภาพของกาแลคซีที่เกิดขึ้นในรูปแบบที่ไม่เป็นไปตามความต้องการของพลังงานมืด

การคาดการณ์แบบจำลองของเขาสามารถทำได้โดยการใช้กล้องส่องทางไกลที่กำลังจะมาถึงเช่นกล้องโทรทรรศน์สำรวจขนาดใหญ่ในชิลีและตารางกิโลเมตรของสแควร์ในออสเตรเลียและแอฟริกาใต้ตลอดจนภารกิจทางดาวเทียมเช่น Euclid (EUropean Cooperation for Lightning Detection) และ WFIRST (กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดแบบสำรวจสนามกว้าง)

"ถ้าพลังงานมืดกลายเป็นปรากฎการณ์แบบไดนามิกนี่จะมีนัยยะสำคัญไม่เพียง แต่เกี่ยวกับจักรวาลวิทยาเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับความเข้าใจพื้นฐานของฟิสิกส์ของเราด้วย" Dr. Corasaniti กล่าว

menu
menu