Знаеме дека нашиот Универзум се шири со забрзано темпо, но причината за ова растење остаснува мистерија. Најверојатното објаснување гласи дека чудната сила именувана како „темна енергија“ претставува погон кој го придвижува. Сега, нов астрономски инструмент, наречен Камера на физиката на забрзувачкиот Универзум (Physics of the Accelerating Universe Camera – PAUCam) ќе бара одговори преку мапирање на Универзумот на иновативен начин. Оваа камера, која ќе ги документира позициите на околу 50.000 галаксии одеднаш, истовремено би можела да го расветли прашањето за тоа што, навистина, претставува темната материја, и како еволуирала Вселената.
Во 1990-те години, астрономите кои ги проучувале суперновите во далечните галаксии откриле дека ширењето на Универзумот ја зголемува брзината – ова било сосема неочекувано, бидејќи постоечките теории предвидувале успорување на неговата експанзија. Во недостаток на очигледно решение, научниците претпоставиле дека некоја мистериозна сила, која ја нарекоа темна енергија, го разединува Универзумот.
Временска линија на Универзумот, претпоставувајќи постоење на космолошка константа
Поминаа две децении од ова откритие, а ние сè уште немаме претстава што претставува темната енергија, и покрај тоа што се смета дека сочинува 71% од вкупната енергија во Универзумот. Една теорија вели дека таа може да се објасни преку една верзија на Ајнштајновата теорија за гравитацијата, позната како „космолошка константа“, што претставува мерка на густината на енергијата во вакуумот на Вселената. Постојат и други, најразлични теории кои на свој начин ја објаснуваат оваа појава.
Мапирање на небото
Единствен начин за да дојдеме до конечен одговор претставува набљудувањето. По шест години планирање и изградба, PAUCam за првпат беше успешно тестиран овој месец. Користејќи ги информациите добиени од него, меѓународен тим започна со изработка на уникатна мапа на поставеноста на галаксиите во Универзумот. Оваа мапа ќе содржи детални информации за основните мерки кои одлучуваат за неговата судбина – за ширењето и за тоа како настанале галаксиите. Мапата ќе го открие размерот на структурите во дистрибуцијата на галаксиите, кои се должат на гравитацијата – доколку ширењето на Универзумот забрзува, нејзината улога во создавање на вакви структури ќе биде отежната. Знаејќи ја силата на гравитацијата и мерејќи ја големината на структурите ќе им помогне на научниците да дојдат до конкретни заклучоци за историјата на ширењето на Универзумот.
Позицијата на галаксиите на небото може да се мапира преку нивно фотографирање. Добиените резултати се проектирани позиции и не ни даваат информација за оддалеченоста на галаксијата од Земјата. Таа вообичаено се мери преку спектроскопија – истражување на светлинските шеми емитирани од различни елементи кои сочинуваат одредена галаксија. Порано за да се направи ова бил потребен огромен број фотографии, додека модерните техники извлекуваат спектри од неколку илјади галаксии со само една.
Камерата била тестирана на телескопот Вилијам Хершел (William Herchel Telescope). Заслуги: Wikimedia commons, CC BY-SA
PAUCam ќе ја револуционеризира истражувачката астрономија преку мерење на оддалеченоста на десетици илјади галаксии со само еден поглед кон небото. Ова се постигнува преку правење на 40 фотографии одеднаш, користејќи посебни филтри кои изолираат дел од светлината емитирана од галаксијата, и притоа извлекуваат информации за нејзините најбитни обележја.
Во потрага по одговори
PAUCam ќе им овозможи на космолозите да ги тестираат своите модели за начинот на настанување на галаксиите преку мерење на испакнатоста во дистрибуцијата на галаксиите на новата мапа. Ова е важно бидејќи нуди информации за распределбата на темната материја, која не можеме да ја набљудуваме директно.
Од претходни набљудувања е познато дека галактичките јата содржат темна материја. Доколку го знаат бројот на галаксии во едно јато, астрономите можат да го проценат вкупното количество на видлива материја кое тоа ја содржи. Со мерење на брзината на галаксиите откриено е дека некои од нив се движат толку брзо, што би требало да му избегаат на гравитациското привлекување на јатото. Причината зошто ова не се случува е огромната количина на темна материја која го зголемува гравитациското привлекување. Доколку галаксиите се многу збиени, компјутерските симулации покажуваат дека ова означува дека се наоѓаат во помасивни структури на темна материја.
Понатаму, со помош на PAUCam ќе добиеме повеќе сознанија за ефектот на гравитациска леќа, пришто масата на Универзумот ја искривува светлината од далечните галаксии резултирајќи со слики кои изгледаат искривено. Научниците ги истражуваат искривувањата за да ја пресметаат големината на делот од Универзумот, вклучувајќи ја темната материја. Ова е предвидено со една од клучните сонди која е планирана со мисијата Евклид (Euclid) на Европската Вселенска агенција, закажана за 2020-та година. Ова отприлика е и годината во која ќе заврши истражувањето на PAUCam, по што научниците се надеваат на повеќе одговори за забрзаното ширење на Универзумот.
Превод: Марина Димовска
Извор: IFL Science
