بزرگترین نقشه انرژی تاریک می‌تواند سرنوشت جهان را آشکار کند!!

رد ستاره‌ای بر فراز تلسکوپ 4 متری نیکلاس یو. مایال در رصدخانه ملی کیت پیک در نزدیکی توسان، آریزونا دیده می‌شود. اعتبار تصویر: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld

یک تلسکوپ اصلاح شده در آریزونا یک نقشه موقت تولید کرده است که در حال حاضر بزرگترین نقشه سه‌بعدی کیهان است و این ابزار تنها حدود یک دهم راه را برای ماموریت پنج ساله خود طی نموده است.

ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک(DESI)، با همکاری آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در کالیفرنیا و دانشمندان سراسر جهان، بین سال‌های 2015 تا 2019 بر روی تلسکوپ مایال در رصدخانه ملی کیت پیک در صحرای سونوران، در حدود 50 مایلی (88کیلومتری) غرب توسان نصب شد و کمتر از یک سال است که در حال انجام یک بررسی است.

هدف آن ایجاد یک نقشه سه بعدی حتی بزرگتر از جهان است تا درک بهتری از فیزیک انرژی تاریک، نیروی اسرارآمیزی به دست آورد که انبساط جهان را سرعت می‌بخشد.

جولین گای، فیزیکدان آزمایشگاه برکلی که روی این پروژه کار می کند، می‌گوید: «در توزیع کهکشان‌ها در نقشه سه‌بعدی، خوشه‌ها، رشته‌ها و حفره‌های عظیمی وجود دارد.

او افزود: ‘آنها بزرگترین ساختارهای جهان هستند.’ اما در درون آنها، شما ردپایی از جهان بسیار اولیه و تاریخچه انبساط آن از آن زمان را پیدا می‌کنید. محققان امیدوارند که درک اثرات انرژی تاریک بتواند به آنها در تعیین سرنوشت نهایی جهان کمک کند.

تیم DESI از یک نقشه غول‌پیکر دو بعدی جهان است که در ژانویه 2021 منتشر شد برای آماده‌سازی ابزار برای بررسی (نقشه جهان به شکلی)  سه بعدی استفاده کرد که چند هفته بعد شروع شد.

نقشه سه بعدی جدید مکان بیش از 7.5 میلیون کهکشان را مشخص می‌کند که بسیار فراتر از رکورد قبلی تقریباً 930000 کهکشان ثبت شده توسط Sloan Digital Sky Survey در سال 2008 است.

در این اسکن سه بعدی از کیهان، زمین در پایین سمت چپ نشان داده شده است و جهت صورتهای فلکی سنبله، مار و هرکول را تا فاصله‌های فراتر از 5 بیلیون سال نوری نگاه می‌کند. هر نقطه رنگی نشان دهنده یک کهکشان است که به نوبه خود از 100 بیلیون تا 1 تریلیون ستاره تشکیل شده است. گرانش کهکشانها را در ساختارهایی به نام ‘وب کیهانی’ ( یا تار عنکبوتهای کیهانی) با خوشه‌ها، رشته‌ها و حفره‌های متراکم جمع کرده است. (اعتبار تصویر: D. Schlegel/Berkeley Lab با استفاده از داده های DESI)

نقشه‌برداری کهکشان

طبق بیانیه آزمایشگاه برکلی،DESI  تصاویر طیف‌سنجی میلیون‌ها کهکشان را جمع‌آوری می‌کند که در حدود یک سوم آسمان پخش شده‌اند.

با بررسی طیف رنگی نور از هر کهکشان، دانشمندان می‌توانند تعیین کنند که نور چقدر ‘انتقال به سرخ’ شده است – یعنی به‌وسیله اثر داپلر ناشی از انبساط جهان به سمت انتهای قرمز طیف کشیده شده است. به طور کلی، هر چه انتقال به سرخ کهکشان بیشتر باشد، سریعتر دور می‌شود و از ناظران روی زمین دورتر می‌شود.

جهان ما از زمانی که با بیگ بنگ در حدود 13.8 بیلیون سال پیش شروع شد در حال انبساط بوده است و اکنون بسیار بزرگتر است – حداقل 92 بیلیون سال نوری وسعت دارد- از دورترین فاصله‌هایی که می‌توانیم ببینیم.( قطر نوری جهان قابل رویت و از یک فاصله‌ای به یک مه مانندی برخورد می‌کنیم که مثل یک دیوار است و ما فراتر از آن را نمی‌بینیم).

بر اساس این بیانیه، دانشمندان پروژه DESI امیدوارند نقشه سه‌بعدی کیهان ‘عمق’ آسمان را آشکار کند و به آنها کمک کند تا خوشه‌ها و ابرخوشه‌های کهکشانی را ترسیم کنند. از آنجایی که این ساختارها پژواک شکل‌گیری اولیه خود را به‌عنوان امواج فیزیکی در ماده کیهان نوزاد دارند، محققان امیدوارند از داده‌ها برای تعیین تاریخ انبساط جهان – و سرنوشت نهایی آن استفاده کنند.

گای گفت: ‘هدف علمی ما اندازه‌گیری اثر امواج در پلاسمای اولیه است.’ شگفت‌آور است که ما واقعاً می‌توانیم تأثیر این امواج را بیلیون‌ها سال بعد و به زودی در بررسی خود تشخیص دهیم.

انرژی تاریک

دانشمندان قبلاً فکر می‌کردند که جهان با سرعت ثابتی در حال انبساط است، یا ترکیب ماده و انرژی در جهان ممکن است در نهایت باعث کند شدن این انبساط شود. اما مشاهدات انفجارهای ستاره‌ای قدرتمند به نام ابرنواخترها که در اواخر قرن گذشته شروع شد نشان داد که انبساط در واقع در حال شتاب است، بنابراین دانشمندان عبارت ‘انرژی تاریک’ را برای توضیح این پدیده غیرمنتظره ابداع کردند.

اکنون محاسبات نشان می‌دهد که انرژی تاریک حدود 70 درصد از کل انرژی در جهان قابل مشاهده را تشکیل می‌دهد. اثرات انرژی تاریک اکنون به عنوان ‘ثابت کیهانی’ شناخته می‌شود که آلبرت اینشتین در نظریه نسبیت عام خود گنجانده است. طبق مجله اسمیتسونیان درک انرژی تاریک به یک هدف علمی مهم در دهه‌های اخیر تبدیل شده است.

بر اساس این بیانیه، به نظر می‌رسد که انرژی تاریک بیشتری با انبساط کیهان ایجاد می‌شود که انبساط جهان را تسریع می‌کند.

در نهایت، تأثیرات انرژی تاریک سرنوشت جهان را تعیین می‌کند – آیا برای همیشه منبسط می‌شود، خود را از هم می‌شکند یا دوباره در یک نوع بیگ بنگ معکوس فرو می‌ریزد.

DESI اکنون در حال فهرست‌بندی انتقال‌های قرمز حدود 2.5 میلیون کهکشان در هر ماه است. این تیم انتظار دارد نقشه بررسی سه بعدی را در سال 2026 تکمیل کند و تا آن زمان تلسکوپ حدود 35 میلیون کهکشان را رصد کند.

دانشمندان DESI در حال ارائه برخی از نتایج اولیه اخترفیزیکی از این ابزار در این هفته در وبیناری ارائه می‌کنند که توسط آزمایشگاه برکلی به نام کوسموپالوزا برگزار می‌شود.

مترجم: مرتضی نادری‌فرد

منبع:

Largest dark energy map could reveal the fate of the universe

By Tom Metcalfe published about 19 hours ago

https://www.space.com/desi-dark-energy-largest-3d-map-universe