science >> Wetenschap >  >> Fysica

Nieuwe test van donkere energie en expansie van kosmische structuren

Een deel van de driedimensionale kaart van sterrenstelsels die Sloan Digital Sky Survey in deze analyse heeft gebruikt. De rechthoek uiterst links toont een stukje lucht met bijna 120, 000 sterrenstelsels (een klein deel van het totale onderzoek). De middelste en rechter afbeeldingen tonen de 3D-kaart die op basis van deze gegevens is gemaakt:helderdere gebieden komen overeen met de gebieden van het heelal met meer sterrenstelsels, en donkere gebieden tot holtes. Credit:Jeremy Tinker en de SDSS-III-samenwerking

Een nieuw artikel heeft aangetoond hoe grote structuren in de verdeling van sterrenstelsels in het heelal de meest nauwkeurige tests van donkere energie en kosmische expansie tot nu toe opleveren.

De studie maakt gebruik van een nieuwe methode die is gebaseerd op een combinatie van kosmische leegtes - grote uitdijende bellen in de ruimte met heel weinig sterrenstelsels - en de zwakke afdruk van geluidsgolven in het zeer vroege heelal, bekend als baryon akoestische oscillaties (BAO), die te zien is in de verspreiding van sterrenstelsels. Dit biedt een nauwkeurige liniaal om de directe effecten te meten van donkere energie die de versnelde uitdijing van het heelal aandrijft.

Deze nieuwe methode geeft veel preciezere resultaten dan de techniek die gebaseerd is op de waarneming van exploderende massieve sterren, of supernova's, wat lange tijd de standaardmethode is geweest voor het meten van de directe effecten van donkere energie.

Het onderzoek werd geleid door de Universiteit van Portsmouth, en is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

Het onderzoek maakt gebruik van gegevens van meer dan een miljoen sterrenstelsels en quasars die zijn verzameld tijdens meer dan een decennium aan operaties door de Sloan Digital Sky Survey.

De resultaten bevestigen het model van een kosmologische constante donkere energie en ruimtelijk vlak heelal tot ongekende nauwkeurigheid, en hebben een sterke afkeer van recente suggesties van positieve ruimtelijke kromming die zijn afgeleid van metingen van de kosmische microgolfachtergrond (CMB) door de Planck-satelliet.

De waarden van de energiedichtheid van materie en donkere energie in het heelal gemeten aan de hand van verschillende kosmologische gegevens. Krediet:Seshadri Nadathur

Hoofdauteur Dr. Seshadri Nadathur, research fellow aan het University's Institute of Cosmology and Gravitation (ICG), zei:"Dit resultaat toont de kracht van melkwegonderzoeken om de hoeveelheid donkere energie vast te stellen en hoe deze de afgelopen miljard jaar is geëvolueerd. We doen nu heel nauwkeurige metingen en de gegevens zullen nog beter worden met nieuwe onderzoeken die eraan komen binnenkort online."

Dr. Florian Beutler, een senior research fellow bij de ICG, die ook bij het werk betrokken was, zei dat de studie ook een nieuwe nauwkeurige meting van de Hubble-constante rapporteerde, waarvan de waarde onlangs het onderwerp is geweest van hevig debat onder astronomen.

Hij zei:"We zien voorlopig bewijs dat gegevens van relatief nabije holtes en BAO de hoge Hubble-snelheid begunstigen die wordt gezien bij andere methoden met een lage roodverschuiving, maar het opnemen van gegevens van verder verwijderde quasar-absorptielijnen brengt het beter in overeenstemming met de waarde die wordt afgeleid uit Planck CMB-gegevens."