Gökbilimciler Karanlık Maddeyi ‘Evrenin En Erken Anlarından’ Ölçüyor

Evrenimize bükülmüş, bilimin çözülmemiş en büyük gizemlerinden biri yatıyor. Bütün karanlık madde nerede? Ne hepsi mi karanlık madde?

Yani, orada olduğunu biliyoruz.

Samanyolu da dahil olmak üzere galaksiler o kadar hızlı dönüyor ki fiziğimiz içerideki her şeyin atlar gibi dışarı fırlaması gerektiğini tahmin ediyor. dengesiz bir atlıkarınca. Ama belli ki, bu olmuyor. Sen, ben, güneş ve Dünya güvenle demirlendi. Bu nedenle, bilim adamları, muhtemelen bir hale şeklinde olan bir şeyin galaksileri parçalanmalarını önlemek için çevrelemesi gerektiğini teorileştirirler.

Bu sınırları oluşturan her şeye karanlık madde denir. Göremeyiz, hissedemeyiz ve olup olmadığını bile bilmiyoruz. bir şey. Bu, anlaşılması zor olanın özüdür. Sadece karanlık maddenin var olduğunu biliyoruz.

Malzemenin kendisini göremememize veya dokunmamamıza rağmen, uzmanların evrenimiz üzerindeki etkilerini tanımlamanın ilginç yolları var. Ne de olsa, galaksileri nasıl bir arada tuttuğunu fark ederek ilk etapta karanlık maddenin varlığını çıkardık.

Bilim adamları, Pazartesi günü karanlık madde hakkında dikkate değer yeni bulgular açıklayarak bu ilkeden yararlandı. Çarpık uzaydan oluşan bir alet takımı, Büyük Patlama’dan kalan kozmik kalıntılar ve güçlü astronomi aletleriyle, daha önce incelenmemiş karanlık madde halelerinin derin bir uzay bölgesini tespit ettiler – her biri eski bir galaksinin etrafında yer alıyor ve görev gereği onu mutlu bir şekilde yaşamaktan koruyor. -yuvarlak kabus.

Bu kıvrımlara göre Fiziksel İnceleme Mektuplarında yayınlanan bulgu üzerine bir çalışmaeski tarih 12 milyar yıl, Big Bang’den iki milyar yıl sonra. Yazarlara göre bu, onları insanlık tarafından şimdiye kadar incelenen en genç karanlık madde halkaları yapabilir ve potansiyel olarak kozmolojinin bir sonraki bölümünün başlangıcı olabilir.

Nagoya Üniversitesi’nden Hironao Miyatake ve çalışmanın yazarı, “O döneme yeni bir pencere açtığımız için mutluydum” dedi. bir açıklamada söyledi. “12 milyar yıl önce her şey çok farklıydı. Şu anda olduğundan daha fazla oluşum sürecinde olan galaksiler görüyorsunuz; ilk galaksi kümeleri de oluşmaya başlıyor.”

Bekle, çarpık uzay mı? Kozmik kalıntı mı?

Evet, bunu doğru okudunuz. Açıklayalım.

Bir asırdan fazla bir süre önce, Albert Einstein ünlü genel görelilik teorisini icat etti, yaptığı bir tahmin, büyük miktarlarda maddeden kaynaklanan süper güçlü yerçekimi alanlarının, uzay ve zamanın veya uzay-zamanın dokusunu tam anlamıyla çarpıtacağıydı. Doğru olduğu ortaya çıktı. Bugün fizikçiler, çok uzaktaki galaksileri ve evrendeki diğer fenomenleri incelemek için kütleçekimsel mercekleme adı verilen bir tekniği kullanarak bu kavramdan yararlanıyorlar. Bunun gibi bir şey çalışır.

İki galaksi düşünün. Galaxy A arka planda ve B ön planda.

Temel olarak, A galaksisinden gelen ışık, gözlerinize ulaşmak için B galaksisinden geçerken, bu parlaklık, karanlık olsun ya da olmasın, B’nin maddesi tarafından bozulur. Bu bilim adamları için iyi bir haber, çünkü bu tür çarpıtmalar genellikle büyütür uzak galaksiler, bir tür mercek gibi.

Ayrıca, B galaksisini ne kadar karanlık maddenin çevrelediğini bulmak için bu ışık eğrisiyle yapabileceğiniz bir tür ters hesaplama var. pay karanlık maddenin, bir pay Görünür maddeden – görebildiğimiz şeylerden – beklenenden daha fazla bozulma. Ama o kadar karanlık maddeye sahip olmasaydı, bozulma tahmininize çok daha yakın olurdu. Bu sistem oldukça iyi çalıştı, ancak bir uyarısı var.

Hubble Uzay Teleskobu'nun merceğine ulaşmadan önce ön plandaki bir galaksi tarafından bozulan ışık yayan bir kuasar'ı temsil eden uzaklardaki parlak bir noktanın tasviri.

Bu çizim, bir galaksinin merkezindeki gerçekten parlak bir nesne olan uzak bir kuasardan gelen ve Hubble Uzay Teleskobu’nun merceğine giderken ön plandaki bir galaksi tarafından kütleçekimsel olarak merceklenen ışığın yollarını göstermektedir.

NASA, ESA ve D. Player (STScI)

Standart kütleçekimsel mercekleme, araştırmacıların yalnızca maksimumda 8 milyar ila 10 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan galaksilerin etrafındaki karanlık maddeyi tanımlamasına olanak tanır.

Bunun nedeni, evrene daha derine ve daha derine baktıkça, görünür ışığın yorumlanmasının giderek zorlaşması ve hatta sonunda insan gözüyle tamamen görünmez olan kızılötesi ışığa dönüşmesidir. (Bu yüzden NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu çok büyük bir olay. Uzak kozmostan gelen en zayıf, en görünmez ışığı yakalamak için en iyi şansımız bu.) Ancak bunun anlamı, karanlık madde çalışmaları için görünür ışık bozulma sinyallerinin, gizli şeyleri analiz etmemize yardımcı olmak için belirli bir noktanın ötesinde çok soluk hale gelmesidir.

Miyatake bir geçici çözüm buldu.

Belki karanlık maddeyi tespit etmek için standart ışık bozulmalarını fark edemiyoruz, ama ya görebildiğimiz başka bir bozulma türü varsa? Görünen o ki, Big Bang’den yayılan mikrodalga radyasyonu var. Resmen kozmik mikrodalga arka plan veya CMB radyasyonu olarak bilinen Big Bang ısı kalıntılarıdır.

“Uzak galaksilerin etrafındaki karanlık maddeye bakar mısınız?” Tokyo Üniversitesi’nde kozmolog ve araştırmanın ortak yazarı Masami Ouchi yaptığı açıklamada. “Çılgınca bir fikirdi. Kimse bunu yapabileceğimizi fark etmedi. Ama büyük bir uzak galaksi örneği hakkında bir konuşma yaptıktan sonra Hironao bana geldi ve SPK ile bu galaksilerin etrafındaki karanlık maddeye bakmanın mümkün olabileceğini söyledi. ”

Özünde, Miyatake karanlık maddenin kütleçekimsel olarak evrenimizin ilk ışığını nasıl mercek altına aldığını gözlemlemek istedi.

Big Bang’in parçalarını toplamak

Tokyo Üniversitesi’nde yardımcı doçent ve çalışmanın ortak yazarı Yuichi Harikane yaptığı açıklamada, “Çoğu araştırmacı, günümüzden 8 milyar yıl öncesine kadar karanlık madde dağılımını ölçmek için kaynak gökadaları kullanıyor” dedi. “Ancak geçmişe daha yakından bakabilirdik çünkü karanlık maddeyi ölçmek için daha uzaktaki SPK’yı kullandık. İlk defa, karanlık maddeyi evrenin neredeyse en erken anlarından itibaren ölçüyorduk.”

Yeni çalışma ekibi, sonuçlarına ulaşmak için önce Subaru Hyper Suprime-Cam Anketi tarafından alınan gözlemlerden veri topladı.

Bu, onları 12 milyar yıl öncesine kadar izlenebilecek 1,5 milyon mercekli gökadayı – bir grup varsayımsal gökada B’yi – tanımlamaya yöneltti. Daha sonra Avrupa Uzay Ajansı’nın Planck uydusundan Big Bang mikrodalga radyasyonu hakkında bilgi istediler. Hepsini bir araya getirin ve ekip, bu mercekli galaksilerin mikrodalgaları nasıl bozduğunu ve nasıl bozduğunu öğrenebilir.

Derin uzayda yüzlerce (belki de binlerce) galaksinin görünümü

James Webb Uzay Teleskobu’nun İlk Derin Alanı 11 Temmuz’da ortaya çıktı. İçinde, merkeze doğru uzanan uzayan gökadaların gösterdiği gibi, bir ton kütleçekimsel merceği görebilirsiniz.

NASA, ESA, CSA ve STScI

Princeton Üniversitesi’nde astrofizik bilimler profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Neta Bahcall, “Bu sonuç, galaksilerin ve onların evriminin yanı sıra galaksilerin içindeki ve çevresindeki karanlık maddeye ve bu resmin zamanla nasıl geliştiğine dair çok tutarlı bir resim veriyor.” , yaptığı açıklamada.

Özellikle, araştırmacılar, erken evrenden gelen karanlık maddenin, mevcut fizik modellerimizin önerdiği kadar hantal görünmediğini bulma çalışmalarını vurguladılar. Bu parça, esasen Lambda-CDM modeli denen şeye dayanan teoremler olmak üzere, kozmoloji hakkında şu anda inandığımız şeyi ayarlayabilir.

Miyatake, “Bulgumuz hala belirsiz” dedi. “Ancak bu doğruysa, zamanda geriye gittiğinizde tüm modelin kusurlu olduğunu gösterir. Bu heyecan verici çünkü belirsizlikler azaldıktan sonra sonuç tutarsa, modelde içgörü sağlayabilecek bir gelişme önerebilir. karanlık maddenin kendisinin doğasına.”

Ve bir sonraki adımda, çalışma ekibi Vera C. Rubin Gözlemevi’nin Uzay ve Zamanın Miras Araştırması tarafından tutulan bilgilerden yararlanarak uzayın daha da eski bölgelerini keşfetmek istiyor.

Harikane, “LSST, gökyüzünün yarısını gözlemlememize izin verecek.” Dedi. “13 milyar yıl önce karanlık madde dağılımını göremememiz için hiçbir neden göremiyorum.”

Leave a Reply

Your email address will not be published.