Největší 3D mapa vesmíru odhaluje náznaky nové fyziky

Astronomové vytvořili největší 3D mapu vesmíru, kterou lze prozkoumat v interaktivním VR videu. Během toho odhalili některé vzrušující náznaky, že naše chápání fyziky, včetně konečného osudu kosmu, by mohlo být špatné.

The Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) je obrovský mezinárodní projekt mapující vesmír ve třech rozměrech, který začal shromažďovat data v roce 2021. Tato raná verze mapy obsahuje pouze data shromážděná během prvního roku – 5,7 milionu galaxií a kvasarů. z plánovaného cíle 40 milionů. Tato data vědcům umožňují nahlédnout až 11 miliard světelných let do hlubokého vesmíru a času, což umožňuje nahlédnout do velmi raného vesmíru s bezprecedentní přesností menší než 1 %.

Při oddáleném pohledu vesmír připomíná kolosální pavučinu složenou z jasných vláken galaxií oddělených nepředstavitelně prázdnými dutinami. Pokud se cítíte na existenciální krizi, podívejte se na toto průletové video VR a pamatujte, že každá z těchto rozmazaných světelných kapek je celá galaxie, z nichž každá obsahuje miliony hvězd a miliardy planet.

DESI však není navrženo pouze pro vytváření ohromujících map a videí. Jeho účelem je hledat důkazy temné energie, tajemné síly, která způsobuje zrychlení rozpínání vesmíru. Podle našeho současného nejlepšího modelu kosmologie – modelu studené temné hmoty Lambda (LCDM) – temná energie tvoří 68 % obsahu vesmíru, ale víme o ní znepokojivě málo.

Tento dalekohled je navržen tak, aby zobrazoval miliony galaxií a kvasarů za účelem měření jejich vzdálenosti a rychlosti, as dostatkem katalogizovaných objektů mohou astronomové vypočítat, jak se rychlost rozpínání vesmíru měnila v průběhu času. To nám pak může říci více o povaze temné energie v různých epochách hlubokého času.

„Žádný spektroskopický experiment dosud neměl tolik dat a my pokračujeme ve shromažďování dat z více než milionu galaxií každý měsíc,“ řekla Nathalie Palanque-Delabrouille, spolumluvčí experimentu. „Je ohromující, že pouze s našimi daty za první rok jsme již schopni změřit historii expanze našeho vesmíru v sedmi různých řezech kosmického času, každý s přesností 1 až 3 procenta.“

Většina dosavadních analýz souhlasí s modelem LCDM, který říká, že temná energie by měla zůstat konstantní po celou dobu kosmického času. Ale když tým zkombinoval data DESI s daty z jiných studií, našel několik zajímavých tipů, které zcela nezapadají do přijatého modelu. Galaxie nejblíže k nám se nezdálo, že by se vzdalovaly tak rychle, jak by měly, pokud byla temná energie konstantní. To znamená, že jeho vliv může časem slábnout.

Pokud je to tak, mohlo by to mít zásadní důsledky pro konečný osud úplně všeho. Dříve nejpravděpodobnějším scénářem konce vesmíru bylo, že temná energie nakonec vše roztlačí tak daleko, že se atomy již nebudou moci seskupovat do molekul, takže vesmír zůstane chladným, temným a nudným místem. Ale pokud je temná energie proměnlivější, tato „tepelná smrt“ nemusí být tím, jak to všechno skončí.

NOIRLab/NSF/AURA/P. Spolupráce Marenfeld a DESI

Než však příliš předběhneme, je důležité poznamenat, že data DESI jsou stále velmi předběžná. Rady nebyly podloženy přísností pěti sigma, která je od nich vyžadována, aby se ujistil, že nejde o statistickou anomálii. V současné době je velmi dobrá šance, že tyto nekonzistence zcela zmizí poté, co budou shromážděny a analyzovány údaje za celých pět let.

„Je to určitě víc než jen kuriozita,“ řekl doktor Palanque-Delabrouille The New York Times. „Nazval bych to nápovědou. Jo, ještě to není důkaz, ale je to zajímavé.“

DESI má dokončit běh sběru dat v roce 2026 a poté může získat upgrade, aby mohl pokračovat ve své práci. V příštích několika letech by vědci mohli vyřešit pravděpodobně nejvíce matoucí otázku v kosmologii.

Výzkum je dostupný v sérii raných článků o arXiv.

Zdroj: Berkeley Lab