Minggu ini, saintis dengan kolaborasi Dark Energy Survey (DES) mengeluarkan yang pertama dalam rangkaian peta terperinci yang memaparkan penyebaran bahan gelap yang disimpulkan dari kesan graviti. Data baru menunjukkan filamen besar dari bahan gelap di mana galaksi dan kelompok galaksi yang kelihatan terletak dan ruang kosong kosmik di mana sangat sedikit galaksi berada.
"Analisis kami setakat ini sesuai dengan apa yang diramalkan oleh gambaran alam semesta saat ini," kata Chihway Chang dari Institut Teknologi Persekutuan Switzerland (ETH) di Zurich, pemimpin bersama analisis. "Memperbesar peta, kami telah mengukur bagaimana materi gelap menyelimuti galaksi dari pelbagai jenis dan bagaimana bersama-sama mereka berkembang sepanjang masa kosmik."
Penyelidikan dan peta, yang meliputi wilayah langit yang luas, adalah hasil usaha besar-besaran pasukan antarabangsa dari AS, UK, Sepanyol, Jerman, Switzerland, dan Brazil. Mereka mengumumkan hasil baru mereka pada pertemuan American Physical Society (APS) di Baltimore, Maryland.
Menurut ahli kosmologi, zarah zat gelap mengalir dan bergumpal bersama-sama dari masa ke masa di kawasan kosmos tertentu, selalunya di tempat yang sama di mana galaksi terbentuk dan berkerumun. Seiring berjalannya waktu, "web kosmik" berkembang di seluruh alam semesta. Walaupun bahan gelap tidak dapat dilihat, ia meluas dengan alam semesta dan merasakan tarikan graviti. Ahli astrofizik kemudian dapat menyusun semula peta dengan meninjau berjuta-juta galaksi, seperti yang dapat disimpulkan oleh seseorang yang menyimpulkan perubahan arah kawanan burung dari bayangannya yang bergerak di sepanjang tanah.
Para saintis DES membuat peta dengan salah satu kamera digital terkuat di dunia, Kamera Tenaga Gelap 570 megapiksel (DECam), yang sangat sensitif terhadap cahaya dari galaksi yang jauh. Ia dipasang di Teleskop Victor M. Blanco sepanjang 4 meter, yang terletak di Cerro Tololo Inter-American Observatory di utara Chile. Setiap gambarnya merakam data dari kawasan yang 20 kali lebih besar dari bulan seperti yang dilihat dari bumi.
Di samping itu, DECam mengumpulkan data hampir sepuluh kali lebih cepat daripada mesin sebelumnya. Menurut David Bacon, di Institut Kosmologi dan Gravitasi Universiti Portsmouth, "Ini membolehkan kita menatap lebih jauh ke angkasa dan melihat kesan bahan gelap dan tenaga gelap dengan lebih jelas. Ironinya, walaupun entiti gelap ini merangkumi 96% alam semesta kita, melihatnya sukar dan memerlukan sejumlah besar data. "
Teleskop dan instrumennya memungkinkan pengukuran tepat menggunakan teknik yang dikenali sebagai "lensa graviti." Ahli astrofisik mengkaji penyimpangan kecil dan ricih gambar galaksi kerana tarikan graviti bahan gelap di sekelilingnya, mirip dengan gambar objek yang melengkung dalam kaca pembesar, kecuali bahawa galaksi lensa yang diperhatikan oleh saintis DES sekurang-kurangnya 6 bilion cahaya- bertahun-tahun.
Chang dan Vinu Vikram (Makmal Nasional Argonne) mengetuai analisis, dengan mana mereka mengesan jaring bahan gelap dengan perincian yang belum pernah terjadi sebelumnya di 139 darjah persegi hemisfera selatan. "Kami mengukur penyimpangan yang hampir tidak dapat dilihat dalam bentuk sekitar 2 juta galaksi untuk membina peta baru ini," kata Vikram. Ini berjumlah kurang dari 0,4% dari keseluruhan langit, tetapi tinjauan DES yang telah selesai akan memetakan lebih dari 30 kali kawasan ini dalam beberapa tahun akan datang.
Mereka menyerahkan makalah penyelidikan mereka untuk diterbitkan dalam edisi terbitan yang akan datang Makluman Bulanan Persatuan Astronomi Diraja, dan pasukan DES secara terbuka mengeluarkannya sebagai sebahagian dari sekumpulan kertas di pelayan arXiv.org pada hari Selasa.
Ketepatan dan perincian peta bersebelahan besar yang dihasilkan oleh saintis DES akan memungkinkan untuk menguji model kosmologi lain. "Saya sangat teruja dengan apa yang akan disampaikan oleh peta ini kepada kita mengenai bahan gelap di gugus galaksi terutama berkenaan dengan teori graviti yang diubah," kata Robert Nichol (University of Portsmouth). Model graviti Einstein, relativiti umum, mungkin salah pada skala kosmologi yang besar atau di kawasan paling padat di alam semesta, dan penyelidikan berterusan dengan Kajian Tenaga Gelap akan memudahkan penyiasatan mengenai hal ini.
