Mörk energi som gör att universum accelererar i expansion eller snart avstannar vilket lever vi i?

 

Bild https://pursuit.unimelb.edu.au  Big Bang skedde för cirka 13,8 miljarder år sedan. Diagram: NASA

Einstein formulerade sin relativitetsteori i början av 1900-talet under denna tid ansåg de flesta astronomer att universum var oföränderligt till skillnad från dagens bevisat expanderande universum.

För att förhindra gravitationskollaps och möjliggöra ett evigt statiskt universum lade Einstein till en  term (innebärande en motkraft till gravitation) till sin teori, kallad den "kosmologiska konstanten". Einstein tog senare tillbaka detta efter Edwin Hubbles upptäckt att universum expanderade 1929. 

Tre decennier efter hans död upptäckte astronomer som såg på supernovor att universums expansion accelererade. Den enklaste förklaringen till denna acceleration var att återuppliva Einsteins kosmologiska konstant som en repellerande kraft (innebärande en kraft som motverkar gravitation).

Fram till nyligen kunde våra observationer av universum helt och hållet förklaras av en kosmologisk konstant.

Om de nuvarande antydningarna om att denna acceleration består i att mörk energi försvagas stöds av ytterligare forskning kommer det att innebära att vi måste gå bortom den kosmologiska konstanten, vare sig det är en förändring av den allmänna relativitetsteorin eller för att inkludera tidsutvecklande mörk energi. Men där är vi inte än.

 DESI-samarbetet planerar ett uppgraderat instrument DESI-2 efter den nuvarande kartläggningen och vill så småningom bygga ett mycket mer ambitiöst spektroskopiexperiment, Spec-S5. 

Vi kan se fram emot att en uppgraderad mottagare kommer att installeras på South Pole Telescope på Antarktis år 2028, liksom framtida resultat från Simons-observatoriet i Chile (som börjar med kartläggningsobservationer i slutet av 2025) och på 2030-talet av CMB-S4-experimentet på sydpolen.

 Någon gång längs detta sökande kommer man förhoppningsvis att ha tillräckligt med bevis för att definitivt säga om den accelererande expansionen av universum verkligen håller på att tappa fart eller fortsätter accelerera.

Teamet för studien inkluderade 97 forskare från 34 internationella institutioner. South Pole Telescope stöds av National Science Foundation och forskare vid University of Melbourne av Australian Research Council

Studieresultatet är tillgängligt här.

I Kina studeras miljoner galaxer med syfte att förstå hur universum började

 

Ett forskarlag i Kina  har analyserat mer än en miljon galaxer för att leta efter ursprunget till dagens kosmiska strukturer rapporteras i en ny studie publicerad i Physical Review D.

Fram till idag har noggranna observationer och analyser av den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) och den storskaliga strukturen (LSS) lett till upprättande av universums standardramverk för att förklara hur allt är. Den så kallade ΛCDM-modellen, där kall mörk materia (CDM) och mörk energi (den kosmologiska konstanten, Λ) är viktiga egenskaper. 

Modellen i visar att ursprungliga fluktuationer (små rörelser) genererades under universums första tid och fungerade som början till skapelsen av allt som finns i universum i dag ex stjärnor, galaxer, galaxhopar och deras rumsliga fördelning i rymden.

Fast fluktuationerna var mycket små när de genereras, växte dessa (rörelser, min misstanke är beroende av en allt starkare gravitation) med tiden på grund av gravitation och bildade så småningom områden av mörk materia likt en halo. Därefter kolliderade olika halos upprepade gånger och smälte samman med varandra vilket ledde till bildandet av exempelvis galaxer bestående av materia och mörk materia.

Eftersom den rumsliga fördelningen av galaxer är starkt influerad av de ursprungliga fluktuationerna som skapade dem har statistiska analyser av galaxfördelningar aktivt utförts för att observationsmässigt utforska de ursprungliga fluktuationernas natur bakåt i tiden (determinism är ett bra begrepp). Utöver detta återspeglar det rumsliga mönstret av galaxformer fördelade över ett stort område av universum också karaktären hos de underliggande ursprungliga fluktuationerna.

En grupp forskare under ledning av doktorand TToshiki Kurita vid Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) graduate student Toshiki Kurita (currently a postdoctoral researcher at the Max Planck Institute for Astrophysics) och Kavli IPMU Professor Masahiro Takada som utvecklade en metod för att mäta effektspektrumet av galaxformer som extraherar, viktig statistisk information från galaxformmönster genom att kombinera spektroskopiska data över galaxernas rumsliga fördelning och avbildning inklusive data från enskilda galaxformationer.

Forskarna analyserade samtidigt den rumsliga fördelningen och formmönstret från cirka en miljon galaxer i Sloan Digital Sky Survey (SDSS) världens största kartläggning av galaxer idag.

De fann en statistiskt signifikant orientering av två galaxers former som ligger mer än 100 miljoner ljusår från varandra. Resultatet visade att det finns korrelationer mellan avlägsna galaxer vars bildningsprocesser till synes är oberoende och kausalt orelaterade. I forskningen kunde man begränsa egenskaperna hos de ursprungliga fluktuationerna genom statistisk analys av "formerna" hos många galaxer som erhållits i storskaliga strukturdata. Det finns få prejudikat av forskning som använt galaxformer för att utforska fysiken i det tidiga universum och forskningsprocessen inklusive konstruktionen av idén och utvecklingen av analysmetod till den faktiska dataanalysen, vilket nu gjordes och blev till en serie av försök och misstag.

”På grund av det ställdes jag inför många utmaningar. Men jag är glad att jag kunde åstadkomma dem under min doktorandutbildning. Jag tror att denna prestation kommer att vara det första steget för att öppna upp ett nytt forskningsfält inom kosmologi, utgående från galaxformer”, beskriver Kurita.

Metoderna och resultaten från denna studie gör det möjligt för forskare att i framtiden ytterligare testa inflationsteorin. 

Bild flickr.com