Mørk energi ... Vi er fremdeles ikke helt sikre på hva den er eller hvor den kommer fra. Ester Piedipalumbo, ser nærmere på en måte å måle dette energiske gåta på, og de gjør det med en av de mest intense kildene de kan finne - gammastråle.
”Vi er i stand til å bestemme avstanden til en eksplosjon på grunnlag av egenskapene til strålingen som sendes ut under gammastråle-utbrudd. Med tanke på at noen av disse eksplosjonene er relatert til de mest avsidesliggende objektene i verdensrommet som vi vet om, kan vi for første gang vurdere hastigheten på romutvidelse selv i de relativt tidlige periodene etter Big Bang, ” sier professor Marek Demianski (FUW).
Hva skapte denne nye metoden? I 1998 målte astronomer energien gitt av supernova-hendelser av type Ia og innså at de utviste styrkene var konsistente. I likhet med standardlysmodellen, kan denne utgivelsen brukes til å bestemme kosmiske avstander. Men det var bare ett forbehold ... Jo mer fjern hendelsen, desto svakere signatur.
Selv om disse svake hendelsene ikke lyste opp om natten, gjorde de det var lyser opp hvordan vitenskapen tenkte på ting. Kanskje disse Type Ia-supernovene var lenger borte enn antatt ... og hvis dette var sant, kanskje i stedet for å bremse utvidelsen av universet, var det kanskje akselererende! For å sette Universal-modellen til rettigheter, trengte det å innføre en ny form for masseenergi - mørk energi - og den måtte være tjue ganger mer enn hva vi kunne oppfatte. "Over natten, mørk energi ble ganske bokstavelig talt universets største mysterium," sier prof. Demianski. I en modell fremmet av Einstein er det en egenskap til den kosmologiske konstanten - og en annen modell antyder at akselerert utvidelse er forårsaket av et ukjent skalarfelt. "Med andre ord er det enten-eller: enten rom-tid utvides av seg selv eller utvides med et fysisk skalarisk felt inne i det," sier prof. Demianski.
Så hva er poenget bak studiene? Hvis det er mulig å bruke en gammastråle-burst som en type standardlys, kan astronomer bedre vurdere tettheten av mørk energi, slik at de kan videreutvikle modeller. Hvis den forblir monofonisk, hører den til den kosmologiske konstanten og er en egenskap av rom-tid. Men hvis akselerasjonen av universet er egenskapen til et skalfelt, vil tettheten av mørk energi avvike. “Dette pleide å være et problem. For å vurdere endringene i tettheten av mørk energi umiddelbart etter Big Bang, må man vite hvordan man måler avstanden til veldig avsidesliggende objekter. Så fjern at selv Type Ia-supernovaer koblet til dem er for svake til å bli observert, sier Demianski.
Nå begynner den virkelige forskningen. Gamma-ray bursts for å få målt energinivået og å gjøre det nøyaktig betydde å se på tidligere studier som inneholdt bekreftede avstandskilder, for eksempel Type Ia supernovaer. ”Vi fokuserte på de tilfellene. Vi visste avstanden til galaksen, og vi visste også hvor mye energi fra utbruddet som nådde jorden. Dette gjorde at vi kunne kalibrere utbruddet, det vil si å beregne eksplosjonens totale energi, ”forklarer prof. Da var neste trinn å finne statistiske avhengigheter mellom forskjellige egenskaper ved strålingen som ble avgitt under en gammastråle-utbrudd og total energi for eksplosjonen. Slike forhold ble oppdaget. "Vi kan ikke gi en fysisk forklaring på hvorfor visse egenskaper ved gammastråleutbrudd er korrelert," påpeker prof. "Men vi kan si at hvis registrert stråling har slike og slike egenskaper, så hadde utbruddet slik og slik energi. Dette gjør at vi kan bruke burst som standardlys, for å måle avstander. ”
Dr. Ester Piedipalumbo og et team av forskere fra universitetene i Warszawa og Napoli tok deretter opp gapestokken. Til tross for dette fascinerende nye konseptet, er realiteten at fjerne gammastråle-utbrudd er uvanlige. Selv med 95 kandidater oppført i Amanti-katalogen, var det ganske enkelt ikke nok informasjon til å finne mørk energi. “Det er ganske skuffet. Men det som er viktig er det faktum at vi har i våre hender et verktøy for å verifisere hypoteser om universets struktur. Alt vi trenger å gjøre nå er å vente til det neste kosmiske fyrverkeriet, avslutter professor Demianski.
La spillene begynne…
Original historikilde: University of Warsaw Press Release. For videre lesning: Kosmologiske modeller i skalær tensor-teorier om tyngdekraft og observasjoner: en klasse av generelle løsninger.
