Що се отнася до точността, всеки се стреми към сто процента, но измерването на космически разстояния оставя малко повече на шанс. Само преди дни изследователи от осцилационното спектроскопско изследване на Барион (BOSS) обявиха пред света, че са успели да измерят разстоянието до галактики, разположени на повече от шест милиарда светлинни години, до ниво на доверие от само един процент. Ако това съобщение не изглежда вълнуващо, помислете какво означава това за други изследвания. Тези нови измервания дават параметър на свойствата на повсеместната „тъмна енергия” - източник на универсално разширение.
„В ежедневието ни няма много неща, които знаем с една процента точност“, казва Дейвид Шлегел, физик в Националната лаборатория на Лорънс Бъркли (LBNL) и главен изследовател на BOSS. "Сега знам размера на Вселената по-добре, отколкото знам размера на къщата си."
Констатациите на изследователския екип бяха представени на срещата на Американското астрономическо общество от астронома от Харвардския университет Даниел Айзенщайн, директор на Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), световната организация, която включва BOSS. Те са подробно описани в поредица от статии, представени в списанията от сътрудничеството на BOSS миналия месец, като всички те вече са достъпни като онлайн предпечат.
„Определянето на разстояние е основно предизвикателство на астрономията“, каза Айзенщайн. „Виждаш нещо на небето - колко далече е? След като разберете колко далеч е, научаването на всичко останало за него изведнъж е много по-лесно. "
Що се отнася до измерването на разстоянията в космоса, астрономите са използвали много методи. Измерването на разстояния до планетите е осъществено с помощта на радари, но има своите ограничения и навлизането в космоса означава по-малко директен метод. Въпреки че е доказано невероятно точно, все още има фактор на несигурност - един, който се изразява като процент. Например, ако трябваше да измерите разстоянието от обект на 200 мили до истинска стойност от 2 мили, тогава сте измервали с точност от 1%. Космически погледнато, само няколкостотин звезди и шепа звездни клъстери всъщност са достатъчно близки, за да могат да бъдат предвидени толкова точно техните разстояния. Те пребивават в Млечния път и са само на няколко хиляди светлинни години. BOSS го довежда до крайност ... неговите измервания надхвърлят нашите галактически граници, повече от милион пъти по-нататък, и картографират Вселената с несравнима точност.
Благодарение на тези нови, много точни измервания на разстоянието, BOSS астрономите вървят напред в областта на тъмната енергия. „Все още не разбираме какво е тъмна енергия - обясни Айзенщайн, - но можем да измерим нейните свойства. Тогава ние сравняваме тези стойности с онези, които очакваме да бъдат, предвид настоящото ни разбиране за Вселената. Колкото по-добри са нашите измервания, толкова повече можем да научим. "
Как се прави? Да се постигне еднопроцентно измерване на шест милиарда светлинни години не е толкова лесно, колкото измерването на обект на Слънчевата система или дори този, който се съдържа в нашата галактика. Това е мястото, където BOSS влиза в игра. Това е най-големият от четирите проекта, съставляващи Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), и е създаден, за да се възползва от тази техника: измерване на така наречените „барионни акустични трептения“ (BAOs), фини периодични пулсации в разпределението на галактиките в Космоса. Тези пулсации са знака на вълни под налягане, които някога са кръстосвали ранната Вселена във време, когато нещата са били толкова горещи и плътни, че фотоните са марширували заедно с бариони - нещата, които създават ядрата на атомите. Тъй като размерът на пулсацията е известен, този размер вече може да бъде измерен чрез картографиране на галактики.
"С тези измервания на галактиката природата ни даде красив владетел", казва Ашли Рос, астроном от университета в Портсмут. „Владетелят е дълъг половин милиард светлинни години, така че можем да го използваме за точно измерване на разстояния, дори и от много далеч.
Използвайки своя специализиран уред, който може да направи подробни измервания на хиляда галактики наведнъж, BOSS пое огромно предизвикателство - картографиране на местоположението на повече от милион галактики. „В ясна нощ, когато всичко върви перфектно, можем да добавим повече от 8000 галактики и квазари към картата“, каза Кайке Пан, който ръководи екипа от наблюдатели на 2,5-метров телескоп на обсерваторията Apache Point на SDSS-III в обсерваторията Apache Point в Ню Мексико.
Въпреки че изследователският екип на BOSS представи своите ранни карти за галактика и започва БАО измервания преди година, тези нови данни обхващат два пъти повече територия и дават още по-точно измерване - включително тези за близките галактики. „Извършването на тези измервания на две различни разстояния ни позволява да видим как разширяването на Вселената се е променило с течение на времето, което ще ни помогне да разберем защо се ускорява“, обясни астрономът от университета в Портсмут Рита Тоджейро, който е съпредседател на клъстеризацията на галактиките BOSS работна група, заедно с Джеръми Тинкър от Нюйоркския университет.
Също така прави подобно проучване и Мариана Варгас-Магана, докторантура в университета Карнеги Мелън. За да осигури още по-голяма точност, тя търси всякакви фини ефекти, които биха могли да повлияят на измерванията на BOSS. „Когато се опитвате да достигнете един процент, трябва да сте параноични за всичко, което би могло да се обърка дори леко“, каза Варгас-Магана - например, незначителни различия в идентифицирането на галактиките можеха да изхвърлят цялото измерване на техните разпространение, така че различните части на небето трябваше да се проверяват внимателно. „За щастие - каза Варгас-Магана, - има много внимателни хора в нашия екип, които да проверят нашите предположения. Докато всички са доволни, ние сме сигурни, че не сме пропуснали нищо. "
Към настоящия момент, тези нови открития на BOSS изглежда са в съответствие с онова, което ние считаме за форма на тъмна енергия - константа, намираща се в цялата история на Вселената. Според съобщението за новините, тази „космологична константа“ е едно от само шест числа, необходими за създаването на модел, който съвпада с мащаба и структурата на Вселената. Шлегел сравнява този модел с шест числа със стъкло, което е закрепено на място с болтове, които представляват различни измервания на историята на Вселената. „BOSS сега има един от най-здравите от тези болтове, а ние просто го дадохме още едно полуобръщане“, каза Шлегел. „Всеки път, когато задействате напрежението и чашата не се счупи, това е успех на модела.“
Оригинален източник на история: Sloan Digital Sky Survey III News Release. За по-нататъшно четене: Институт Макс Планк.
