Tín dụng hình ảnh: Hubble
Các nhà khoa học của trường đại học đã đồng sáng lập một sự hợp tác quốc tế nhằm tìm cách đo lường với độ chính xác mới, lực bí ẩn khiến vũ trụ tan vỡ. Các kế hoạch kêu gọi dự án, được đặt tên là Khảo sát năng lượng tối, để thu thập dữ liệu về khoảng 300 triệu thiên hà trải dài hai phần ba lịch sử của vũ trụ.
Cuộc khảo sát có thể bắt đầu thực hiện các quan sát sớm nhất là vào mùa thu năm 2009. Mặc dù DES còn hơn bốn năm nữa, các cuộc khảo sát đầy tham vọng hơn sẽ mất ít nhất một thập kỷ để đưa ra kết quả. ? Tôi không muốn chờ đợi lâu ,? Joshua Frieman, Giáo sư Thiên văn học & Vật lý thiên văn và Trường đại học cho biết.
Theo phương pháp kế toán vật lý, năng lượng tối chiếm 70% vũ trụ. Năng lượng tối có thể là biểu hiện của hằng số vũ trụ của Albert Einstein, một lực tác động mọi lúc và mọi nơi trong vũ trụ. Nó cũng có thể là một sự phá vỡ của thuyết hấp dẫn của Einstein trên quy mô rộng lớn.
? Nó cơ bản đòi hỏi trọng lực để được đẩy lùi,? Wayne Hu, Phó giáo sư thiên văn học & vật lý thiên văn nói. "Điều đó có thể theo các lý thuyết tiêu chuẩn của chúng ta về trọng lực, nhưng nó không được mong đợi." Dù năng lượng tối là gì, Frieman nói, "nó có khả năng có ý nghĩa sâu sắc đối với vật lý cơ bản."
Sự hợp tác của DES bao gồm các nhà nghiên cứu tại Chicago, Phòng thí nghiệm máy gia tốc quốc gia Fermi, Đại học Illinois tại Urbana-Champaign, Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley và Đài thiên văn liên Mỹ Cerro Tololo, cũng như các nhóm từ Vương quốc Anh và Barcelona, Tây Ban Nha. Tài trợ cho dự án 20 triệu đô la có khả năng chủ yếu đến từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, các cơ quan tài trợ châu Âu, các tổ chức thành viên, và các cơ quan và nguồn khác.
Frieman đứng đầu thành phần hợp tác của trường đại học. Tham gia cùng anh ấy và Hu trong sự hợp tác là John Carlstrom, Giáo sư Dịch vụ Phân biệt S. Chandottokhar trong Thiên văn học & Vật lý thiên văn và Trường đại học; Scott Dodelson, giáo sư thiên văn học & vật lý thiên văn và khoa đại học vật lý; Stephen Kent, Phó Giáo sư về Thiên văn học & Vật lý thiên văn; Erin Sheldon, thành viên của Viện Vật lý vũ trụ Kavli; và Risa Wechsler, Hubble Fellow trong Viện Vật lý vũ trụ Kavli. Frieman và Dodelson cũng là thành viên của Nhóm Vật lý thiên văn lý thuyết Fermilab, mà Dodelson đứng đầu, trong khi Kent đứng đầu Nhóm Vật lý thiên văn Thực nghiệm của Fermilab.
DES sẽ yêu cầu lắp đặt camera 520 megapixel trên Kính viễn vọng Blanco bốn mét hiện có tại Đài thiên văn liên Mỹ Cerro Tololo ở Chile. ? Cái này sẽ lớn hơn bất kỳ máy ảnh quang nào hiện có trên thế giới,? Frieman nói.
Một vài trăm megapixel có thể nghe không giống lắm, Frieman nói, nhưng chúng không phải là những pixel giống nhau được cầm trên tay bạn. Chúng có độ nhạy cao hơn nhiều. Họ đang phát hiện độ chính xác cao, hiệu quả cao. Hơn nữa, máy ảnh sẽ cho phép các nhà khoa học khảo sát bầu trời nhanh hơn 10 lần so với tại bất kỳ đài quan sát nào của Hoa Kỳ.
? Máy ảnh bây giờ trên kính viễn vọng có tầm nhìn quá nhỏ. Chúng tôi sẽ mất nhiều thập kỷ để làm khảo sát ,? Frieman nói.
Máy ảnh mới sẽ cho phép DES sử dụng bốn kỹ thuật trong nỗ lực phân biệt giữa hai giải thích rộng cho năng lượng tối - hằng số vũ trụ hoặc sự phá vỡ trọng lực.
? Phương pháp đầu tiên và phương pháp thực sự thúc đẩy thiết kế khảo sát là đếm các cụm thiên hà ,? Frieman nói. Trong nỗ lực này, nó sẽ hoạt động song song với Kính thiên văn Nam Cực của Carlstrom, dự kiến sẽ bắt đầu quan sát vào tháng 3 năm 2007.
SPT sẽ giúp tiết lộ nếu năng lượng tối đã triệt tiêu sự hình thành các cụm thiên hà trong lịch sử vũ trụ. Một kính viễn vọng vô tuyến, SPT sẽ phát hiện các cụm thiên hà bằng cách chúng làm biến dạng bức xạ vi sóng còn sót lại từ vụ nổ lớn. Nếu các nhà lý thuyết biết các cụm thiên hà xa xôi và to lớn như thế nào, họ có thể dự đoán có bao nhiêu nên có sự hiện diện của năng lượng tối. DES sẽ thực hiện các phép đo quang học để ước tính khoảng cách của chúng thông qua màu sắc của các thiên hà và khối lượng của chúng bằng thấu kính hấp dẫn, sự biến dạng của ánh sáng bởi một cụm thiên hà xen kẽ. ? Đó là một thử nghiệm thực sự thanh lịch,? Hồ nói.
Kỹ thuật thứ ba sử dụng thấu kính hấp dẫn trên quy mô vũ trụ. Các nhà lý thuyết có thể dự đoán ảnh hưởng của năng lượng tối đến sự phân bố quy mô lớn của vật chất tối. Với khu vực khảo sát rộng lớn, DES có thể đo được sự biến dạng nhỏ của hình ảnh các thiên hà gây ra bởi sự dao động của mật độ vật chất tối.
Phương pháp thứ tư liên quan đến kỹ thuật tương tự dẫn đến việc phát hiện ra năng lượng tối năm 1998: đo khoảng cách đến một loại sao nổ nhất định để tái tạo lại lịch sử giãn nở của vũ trụ. Các nhà thiên văn học đã nghiên cứu những ngôi sao nổ tung này với hy vọng phát hiện ra rằng sự giãn nở của vũ trụ đã chậm lại khi thời gian trôi qua. Họ phát hiện ra thay vào đó là một sự mở rộng tăng tốc.
Những kỹ thuật này bổ sung cho nhau rất tốt ,? Frieman nói. ? Họ phải chịu những nguồn lỗi khác nhau, vì vậy nếu họ đồng ý, điều đó giúp bạn tự tin vào kết quả của mình.?
Về phần mình, Hu hy vọng các bài kiểm tra sẽ tiết lộ một số khác biệt giữa dự đoán và thực tế. Đối với tôi đó sẽ là điều thú vị nhất.
Nguồn gốc: Tin tức Đại học Chicago
