Khi nói đến độ chính xác, mọi người đều cố gắng trong một trăm phần trăm, nhưng việc đo khoảng cách vũ trụ để lại nhiều hơn một chút cơ hội. Chỉ vài ngày trước, các nhà nghiên cứu từ Khảo sát quang phổ dao động Baryon (BOSS) tuyên bố với thế giới rằng họ đã có thể đo khoảng cách đến các thiên hà nằm cách xa hơn sáu tỷ năm ánh sáng đến mức tin cậy chỉ một phần trăm. Nếu thông báo này không có vẻ thú vị, thì hãy suy nghĩ về ý nghĩa của nó đối với các nghiên cứu khác. Các phép đo mới này cung cấp một tham số cho các thuộc tính của năng lượng tối tối phổ biến ở khắp mọi nơi - nguồn gốc của sự mở rộng phổ quát.
David Schlegel, nhà vật lý học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (LBNL) và nhà nghiên cứu chính của BOSS cho biết, không có nhiều điều trong cuộc sống hàng ngày của chúng tôi. Bây giờ tôi biết kích thước của vũ trụ tốt hơn tôi biết kích thước của ngôi nhà của tôi.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra được phát hiện tại cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ bởi nhà thiên văn học thuộc Đại học Harvard Daniel Eisenstein, giám đốc của Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), tổ chức toàn cầu bao gồm BOSS. Chúng được trình bày chi tiết trong một loạt các bài báo được gửi tới các tạp chí bởi sự hợp tác của BOSS vào tháng trước, tất cả chúng đều có sẵn dưới dạng bản in trực tuyến.
Xác định khoảng cách là một thách thức cơ bản của thiên văn học, Eurrstein nói. Bạn có thể thấy một cái gì đó trên bầu trời - nó cách bao xa? Một khi bạn biết nó ở bao xa, việc tìm hiểu mọi thứ khác về nó đột nhiên dễ dàng hơn nhiều.
Khi nói đến việc đo khoảng cách trong không gian, các nhà thiên văn học đã sử dụng nhiều phương pháp. Để đo khoảng cách đến các hành tinh đã được thực hiện bằng radar, nhưng nó có những hạn chế và đi sâu hơn vào không gian có nghĩa là một phương pháp ít trực tiếp hơn. Mặc dù chúng đã được chứng minh là chính xác đáng kinh ngạc, vẫn có một yếu tố không chắc chắn liên quan - một yếu tố được thể hiện dưới dạng phần trăm. Ví dụ, nếu bạn đã đo khoảng cách từ một đối tượng 200 dặm trong vòng một giá trị đích thực của 2 dặm, sau đó bạn đã đo với độ chính xác 1%. Nói một cách vũ trụ, chỉ vài trăm ngôi sao và một số cụm sao thực sự đủ gần để có khoảng cách dự đoán chính xác. Chúng cư trú trong Dải Ngân hà và chỉ cách đó vài nghìn năm ánh sáng. BOSS đưa nó đến cực đoan, các phép đo của nó vượt xa ranh giới thiên hà của chúng ta, hơn một triệu lần nữa và lập bản đồ Vũ trụ với độ chính xác vô song.
Nhờ những phép đo khoảng cách mới, có độ chính xác cao này, các nhà thiên văn học BOSS đang tiến xa trong lĩnh vực năng lượng tối. Chúng tôi không thể hiểu được năng lượng tối là gì, anh ấy đã giải thích về Eisenstein, nhưng chúng tôi có thể đo các thuộc tính của nó. Sau đó, chúng tôi so sánh các giá trị đó với những gì chúng tôi mong đợi, dựa trên sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về vũ trụ. Các phép đo của chúng ta càng tốt, chúng ta càng có thể học hỏi.
Nó được thực hiện như thế nào? Để đạt được phép đo một phần trăm ở sáu tỷ năm ánh sáng không phải là dễ dàng như đo một vật thể trong hệ mặt trời, hoặc thậm chí một vật chứa trong thiên hà của chúng ta. Đó là nơi mà BOSS đi vào chơi. Đây là dự án lớn nhất trong bốn dự án tạo nên Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan III (SDSS-III), và được xây dựng để tận dụng lợi thế của kỹ thuật này: đo lường cái gọi là dao động âm thanh baryon sự phân bố của các thiên hà trong vũ trụ. Những gợn sóng này là dấu hiệu của sóng áp lực từng bay trên vũ trụ thời kỳ đầu khi mọi thứ nóng và dày đặc đến nỗi các photon diễu hành cùng với baryon - thứ tạo ra hạt nhân nguyên tử. Vì kích thước của gợn được biết đến, kích thước đó giờ đây có thể được đo bằng cách ánh xạ các thiên hà.
Với những phép đo thiên hà này, thiên nhiên đã ban tặng cho chúng ta một người cai trị tuyệt đẹp, Ashley nói, một nhà thiên văn học từ Đại học Portsmouth. Một người cai trị xảy ra dài nửa tỷ năm ánh sáng, vì vậy chúng ta có thể sử dụng nó để đo khoảng cách chính xác, thậm chí từ rất xa.
Sử dụng thiết bị chuyên dụng có thể thực hiện các phép đo chi tiết của một nghìn thiên hà cùng một lúc, BOSS đã thực hiện một thách thức lớn - lập bản đồ vị trí của hơn một triệu thiên hà. Vào một đêm rõ ràng khi mọi thứ diễn ra hoàn hảo, chúng ta có thể thêm hơn 8000 thiên hà và quasar vào bản đồ, ông Kaike Pan, người chỉ huy nhóm quan sát viên tại Kính viễn vọng 2,5 mét Sloan Foundation của SDSS-III tại Đài quan sát Apache Point ở Đài quan sát. Mexico mới.
Mặc dù nhóm nghiên cứu BOSS đã trình bày các bản đồ thiên hà ban đầu của nó và bắt đầu các phép đo BAO một năm trước, dữ liệu mới này bao phủ gấp đôi lãnh thổ và đưa ra một phép đo chính xác hơn - bao gồm cả các thiên hà gần đó. Thực hiện các phép đo này ở hai khoảng cách khác nhau cho phép chúng ta thấy sự giãn nở của vũ trụ đã thay đổi theo thời gian như thế nào, điều này sẽ giúp chúng ta hiểu tại sao nó đang tăng tốc, nhà giải thích Rita Tojeiro của Đại học Portsmouth, người đồng chủ trì cụm thiên hà BOSS. nhóm làm việc cùng với Jeremy Tinker của Đại học New York.
Cũng thực hiện một nghiên cứu tương tự là Mariana Vargas-Magana, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Carnegie Mellon. Để cho phép độ chính xác cao hơn nữa, cô ấy đã xem xét bất kỳ hiệu ứng tinh tế nào có thể ảnh hưởng đến các phép đo BOSS. Vargas-Magana nói: "Khi bạn đang cố gắng đạt được một phần trăm, bạn phải hoang tưởng về mọi thứ thậm chí có thể hơi sai," Vargas-Magana nói - ví dụ, sự khác biệt nhỏ trong cách xác định các thiên hà có thể đã phá hủy toàn bộ phép đo của chúng phân phối, vì vậy các phần khác nhau của bầu trời phải được kiểm tra cẩn thận. Nói một cách may mắn, thì Vargas-Magana cho biết, có rất nhiều người cẩn thận trong đội của chúng tôi để kiểm tra các giả định của chúng tôi. Đến lúc tất cả bọn họ đều hài lòng, chúng tôi chắc chắn rằng chúng tôi đã không bỏ lỡ bất cứ điều gì.
Cho đến hiện tại, những phát hiện BOSS mới này dường như phù hợp với những gì chúng ta coi là dạng năng lượng tối - một hằng số được tìm thấy trong suốt lịch sử của Vũ trụ. Theo thông cáo báo chí, hằng số vũ trụ học của người Viking này là một trong sáu số cần thiết để tạo ra một mô hình trùng khớp với quy mô và cấu trúc của Vũ trụ. Schlegel so sánh mô hình sáu số này với một ô kính, được ghim tại chỗ bằng các bu lông đại diện cho các phép đo khác nhau về lịch sử của Vũ trụ. Schlegel cho biết, bây giờ có một trong những bu lông chặt chẽ nhất, và chúng tôi chỉ cho nó một nửa bước nữa, Schlegel nói. Mỗi khi bạn tăng sức căng và kính không bị vỡ, thì đó là một thành công của mô hình.
Nguồn gốc của câu chuyện: Sloan Digital Sky Survey III News Release. Để đọc thêm: Bản tin của Viện Max Planck.
