_ Datele DESI din primul an oferă măsurători fără precedent ale universului în expansiune

Oamenii de știință au analizat primul lot de date din încercarea Instrumentului spectroscopic al energiei întunecate de a mapa universul și de a dezvălui misterele energiei întunecate.

DESI este o colaborare științifică internațională care implică peste 800 de oameni de știință din întreaga lume. glob. Printre aceștia se numără cercetători de la grupul de cosmologie al Universității din Rochester, un grup interdisciplinar care include profesori, asociați de cercetare postdoctorală, studenți absolvenți și studenți de la fizică, astronomie, știința datelor și informatică. Grupul este co-condus de Regina Demina, profesor de fizică; Segev BenZvi, profesor asociat de fizică; și Kelly Douglass, profesor asistent de fizică și astronomie (instructiv).

DESI se află în prezent în mijlocul unei căutări de cinci ani pentru a măsura 40 de milioane de galaxii și quasari și pentru a crea cea mai mare hartă 3D a cosmosului. construit vreodată, cu cele mai precise măsurători de până acum. Instrumentul și-a început sondajul în 2021, iar cercetătorii și-au anunțat recent analiza primului an de date colectate, inclusiv măsurători ale ratei de expansiune și ale compoziției universului. Ei și-au publicat analiza în mai multe lucrări pe serverul de pretipărire arXiv.

„Datele DESI reprezintă o creștere enormă în dimensiune față de orice am colectat înainte”, spune Douglass. „Eșantionul de galaxii și quasari din primul an al DESI este deja de șase ori mai mare decât măsurătorile combinate ale tuturor cercetărilor spectroscopice anterioare efectuate în ultimii 40 de ani.”

Iar datele din primul an sunt doar începutul, Demina adaugă: „Setul complet de date ne va permite să aruncăm o privire mai atentă la începutul universului nostru – o perioadă în care universul a trecut printr-o expansiune exponențială rapidă.”

Instrumentul DESI se află la nivelul readaptat. Telescopul Mayall de la Observatorul Național Kitt Peak al Fundației Naționale de Știință, lângă Tucson, Arizona. Instrumentul încorporează optică care mărește câmpul vizual al telescopului și include 5.000 de fibre optice controlate robot pentru a culege date spectroscopice de la obiectele din câmpul vizual al telescopului și pentru a supraveghea pozițiile tridimensionale ale galaxiilor și quasarurilor din univers.

Grupul Rochester face parte din DESI din 2017. Membrii grupului au jucat roluri cheie în punerea în funcțiune și operarea instrumentului, inclusiv dezvoltarea și depanarea software-ului pentru a se asigura că cele 5.000 de fibre sunt îndreptate în mod optim către obiectivele lor.

Membrii grupului Rochester au contribuit, de asemenea, în mod semnificativ la validarea datelor din primul an, inclusiv studierea incertitudinilor sistematice – erori potențiale sau variații – care ar putea afecta măsurătorile, pentru a asigura mai bine acuratețea și fiabilitatea constatărilor.

DESI. este construit pentru a măsura oscilațiile acustice barionice (BAO) — structuri uriașe asemănătoare bulelor pe care le urmează galaxiile, formate de condițiile la scurt timp după Big Bang. În primul său an, DESI a folosit 5,7 milioane de galaxii și quasari din eșantionul său spectroscopic pentru a măsura dimensiunea BAO și a estima cât de repede se extinde universul, o cantitate cunoscută sub numele de Constanta lui Hubble.

BAO sunt, de asemenea, folosite pentru a limita densitățile materiei întunecate și a energiei întunecate. Oamenii de știință au crezut mult timp că universul se extinde într-un ritm constant, dar în 1999 s-a descoperit că rata de expansiune se accelerează. Se presupune că energia întunecată conduce accelerația.

Unele teorii sugerează că unul sau mai multe câmpuri scalare (forțe invizibile care extind universul), similar câmpului scalar presupus că va determina creșterea inflaționistă a universului în scurt timp. după Big Bang, contribuie la energia întunecată.

„Până acum, un singur câmp scalar este cunoscut omenirii – câmpul Higgs”, spune Demina, care a făcut parte din echipa care a descoperit câmpul Higgs în 2012 folosind Large Hadron Collider la CERN din Elveția. „Acum este momentul să verificăm dacă există mai multe astfel de câmpuri.”

O altă întrebare la care DESI încearcă să răspundă este dacă energia întunecată are o valoare constantă peste tot în univers – cunoscută sub numele de constantă cosmologică – sau dacă proprietățile diferă în timp și spațiu. În timp ce măsurătorile BAO din primul an ale DESI sunt compatibile cu o constantă cosmologică, ele favorizează ușor un model care sugerează că energia întunecată este un câmp în evoluție sau „dinamic”.

Potrivit BenZvi, „Dovezile în favoarea evoluției”. energia întunecată ar putea fi foarte interesantă, dar ar putea fi și o fluctuație întâmplătoare. Nu putem fi siguri până când nu ne uităm la următorul lot de date. Estimarea actuală este la sfârșitul anului 2025 pentru următoarea versiune."

(Fluierul)