Các nhà vật lý thiên văn nghiên cứu sự mở rộng của Vũ trụ với các danh mục thiên hà lớn nhất từng được lắp ráp đang mở ra một kỷ nguyên thú vị của vũ trụ học chính xác. Tuần trước, Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan (SDSS) đã đưa ra công bố dữ liệu công khai cuối cùng và các nhà khoa học làm việc trong chương trình lớn nhất của nó, Khảo sát quang phổ dao động Baryon (BOSS) cũng đã trình bày kết quả cuối cùng của họ tại cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Mỹ ở Seattle, Washington.
Bằng cách lập bản đồ trên 10.000 độ vuông - 25% bầu trời - BOSS đang đo lường sự mở rộng vũ trụ của chúng ta với sự khảo sát về dịch chuyển đỏ ngoài hành tinh lớn nhất thế giới, theo Giám đốc SDSS-III Daniel Eisenstein của Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian. Các kết quả BOSS bao gồm các phép đo mới và chính xác về tốc độ mở rộng của vũ trụ (được gọi là hằng số Hub Hubble) và mật độ vật chất, bao gồm vật chất tối, sao, khí và bụi.
BOSS đã tiến hành quan sát tại Kính viễn vọng Sloan Foundation 2,5 mét tại Đài thiên văn Apache Point ở New Mexico, tạo ra các vị trí quang phổ và không gian cho 1,5 triệu các thiên hà và 300.000 quasar trong một thể tích tương đương với một khối lập phương có chiều dài 8,5 tỷ năm ánh sáng ở một bên (xem hình trên). Các nhà thiên văn học đã sử dụng bộ dữ liệu phong phú này để lập bản đồ các đối tượng phân phối và để phát hiện thang đo đặc trưng được in bởi các dao động âm thanh baryon trong vũ trụ sơ khai. Sóng âm truyền ra bên ngoài theo thời gian, như những gợn sóng lan truyền trong ao và được biểu thị bằng tín hiệu phân cụm quy mô lớn ở các vị trí của các thiên hà so với nhau (xem hình minh họa bên dưới). Bằng cách phân tích tín hiệu này vào các thời điểm khác nhau, có thể nghiên cứu hành vi của năng lượng tối bí ẩn, bí ẩn, gây ra sự giãn nở nhanh chóng của vũ trụ.
Trong kết quả cuối cùng của BOSS, hàng trăm nhà khoa học trong hợp tác quốc tế đã đo lường thang đo này với độ chính xác chưa từng có. Cụ thể, Ashley Ross từ Đại học bang Ohio đã trình bày kết quả chứng minh sức mạnh của việc kết hợp phân tích các phân bố ngang và tầm nhìn của các thiên hà. Trong một bài báo của Eric Aubourg và các cộng tác viên, các nhà thiên văn học BOSS đã đo thang đo khoảng cách vũ trụ của các thiên hà trong vũ trụ tại địa phương và các quasar trong vũ trụ khoảng cách với các lỗi hệ thống nhỏ ấn tượng ở mức thấp hơn 1% so với mức độ 1% khi kết hợp với lò vi sóng vũ trụ hạn chế nền. Phân tích vũ trụ học của họ đưa ra một phép đo hằng số Hubble và mật độ vật chất của vũ trụ phù hợp với vũ trụ học vật chất tối lạnh phẳng phẳng với một hằng số vũ trụ (xem bên dưới). Các mô hình vũ trụ bao gồm độ cong, năng lượng tối phát triển hoặc neutrino khổng lồ không bị loại trừ hoàn toàn nhưng ít được hỗ trợ bởi dữ liệu hơn trước. Các kết quả khác từ sự hợp tác sẽ được gửi để công bố trong những tháng tới.
Bộ dữ liệu BOSS, đại diện cho tiêu chuẩn vàng trong việc vạch ra mạng lưới các thiên hà bao gồm cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ. Dữ liệu cho phép chúng ta theo dõi, với độ chính xác cao hơn bao giờ hết, sự hiện diện của năng lượng tối, hành vi của trọng lực về quy mô vũ trụ và hiệu ứng của neutrino khổng lồ, Chris nói Chris Blake thuộc Đại học Swinburne, không liên kết với sự hợp tác.
Đội BOSS sẽ đi đâu từ đây? Sự hợp tác đã bắt đầu hoạt động trên SDSS-IV, với nhiệm vụ sáu năm bao gồm khảo sát BOSS (eBOSS) đầy tham vọng. Theo Điều phối viên nhắm mục tiêu eBOSS Jeremy Tinker của Đại học New York, các quan sát eBOSS của hơn 700.000 quasar sẽ đo chính xác thang đo khoảng cách ở một chế độ dịch chuyển đỏ cao hơn nhiều mà không được bao gồm trong các cuộc khảo sát quy mô lớn hiện nay.
Bạn có thể đọc thêm về BOSS và cập nhật về ba thành phần khác của SDSS trong bài viết trước của chúng tôi ở đây.
Trang web SDSS
(Tiết lộ đầy đủ: Ramin Skibba đã là thành viên của sự hợp tác BOSS trong giai đoạn 2010-2012.)
