Kredit gambar: SDSS
Sejak penemuan beberapa tahun yang lalu kekuatan misteri, yang disebut tenaga gelap, yang sepertinya mempercepat Alam Semesta, para astronom telah mencari bukti tambahan untuk menyokong atau menolak teori ini. Ahli astronomi dari Sloan Digital Sky Survey telah menemui turun naik sinaran latar belakang kosmik yang sesuai dengan pengaruh tolak dari tenaga gelap.
Para saintis dari Sloan Digital Sky Survey mengumumkan penemuan bukti fizikal bebas untuk kewujudan tenaga gelap.
Para penyelidik menemui kesan tenaga gelap dengan menghubungkan berjuta-juta galaksi dalam Sloan Digital Sky Survey (SDSS) dan peta suhu latar belakang gelombang mikro kosmik dari Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) NASA. Para penyelidik menemui "bayangan" tenaga gelap pada sinaran kosmik kuno, peninggalan radiasi sejuk dari Big Bang.
Dengan gabungan hasil dari dua tinjauan langit besar ini, penemuan ini memberikan bukti fizikal untuk kewujudan tenaga gelap; hasil yang melengkapkan kerja-kerja awal percepatan alam semesta seperti yang diukur dari supernova jauh. Pemerhatian dari Pemerhatian Belon dari Radiasi Ekstragalaktik Millimetrik dan Geofizik (BOOMERANG) Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik (CMB) juga merupakan sebahagian daripada penemuan sebelumnya.
Tenaga gelap, komponen utama alam semesta dan salah satu teka-teki terbesar dalam sains, secara graviti menjijikkan dan bukannya menarik. Ini menyebabkan pengembangan alam semesta menjadi lebih cepat, berbeza dengan tarikan bahan biasa (dan gelap), yang akan membuatnya semakin perlahan.
"Di alam semesta yang rata, kesan yang kita perhatikan hanya berlaku jika anda mempunyai alam semesta dengan tenaga gelap," jelas penyelidik utama Dr. Ryan Scranton dari jabatan Fizik dan Astronomi Universiti Pittsburgh. "Sekiranya alam semesta hanya terdiri daripada jirim dan masih rata, kesan ini tidak akan ada."
“Ketika foton dari latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) mengembara ke kami dari 380.000 tahun selepas Big Bang, mereka dapat mengalami sejumlah proses fizikal, termasuk kesan Integrated Sachs-Wolfe. Kesan ini adalah kesan atau bayangan tenaga gelap pada gelombang mikro. Kesannya juga mengukur perubahan suhu latar gelombang mikro kosmik kerana kesan graviti pada tenaga foton ”, tambah Scranton.
Penemuan itu adalah "pengesanan fizikal tenaga gelap, dan sangat pelengkap dengan pengesanan tenaga gelap yang lain" tambah Dr. Bob Nichol, seorang kolaborator SDSS dan profesor fizik bersekutu di Carnegie Mellon University di Pittsburgh. Nichol menyamakan kesan Integrated Sachs-Wolfe dengan melihat orang yang berdiri di depan tingkap yang cerah: “Anda hanya melihat garis besar mereka dan dapat mengenalinya hanya dari maklumat ini. Begitu juga isyarat yang kita lihat mempunyai garis besar (atau bayangan) yang tepat yang kita harapkan untuk tenaga gelap, "kata Nichol.
"Khususnya warna sinyal sama dengan warna latar gelombang mikro kosmik, membuktikan ia berasal dari kosmologi dan bukan beberapa pencemaran yang mengganggu," tambah Nichol.
"Karya ini memberikan pengesahan fizikal bahawa seseorang memerlukan tenaga gelap untuk menerangkan data CMB dan SDSS secara serentak, tidak bergantung pada karya supernova. Pemeriksaan silang sedemikian penting dalam sains, ”tambah Jim Gunn, Saintis Projek SDSS dan Profesor Astronomi di Universiti Princeton.
Dr. Andrew Connolly dari University of Pittsburgh menjelaskan bahawa foton yang mengalir dari latar belakang gelombang mikro kosmik melewati banyak konsentrasi galaksi dan bahan gelap. Ketika mereka jatuh ke dalam sumur graviti, mereka memperoleh tenaga (seperti bola yang meluncur di bukit) Semasa mereka keluar, mereka kehilangan tenaga (sekali lagi seperti bola yang melambung ke atas bukit). Gambar fotografi gelombang mikro menjadi lebih biru (iaitu lebih bertenaga) ketika jatuh ke arah kepekatan supercluster ini dan kemudian menjadi lebih merah (iaitu kurang bertenaga) ketika mereka menjauh dari mereka.
"Di alam semesta yang terdiri dari kebanyakan perkara normal, seseorang akan menjangkakan bahawa kesan bersih dari pergeseran merah dan biru akan terbatal. Namun dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kami mendapati bahawa sebahagian besar barang di alam semesta kami tidak normal kerana itu secara gravitasi menjijikkan daripada menarik secara graviti, ”jelas Albert Stebbins, seorang saintis di NASA / Fermilab Astrophysics Center Fermi National Accelerator Laboratory, sebuah SDSS yang bekerjasama institusi. "Perkara tidak normal ini kita sebut tenaga gelap."
Kolaborator SDSS Connolly mengatakan jika kedalaman sumur graviti menurun semasa foton bergerak melaluinya maka foton akan keluar dengan sedikit tenaga. “Sekiranya ini benar, maka kami akan melihat bahawa suhu latar gelombang mikro kosmik sedikit lebih panas di kawasan dengan lebih banyak galaksi. Inilah yang kami dapati. "
Stebbins menambah bahawa perubahan tenaga bersih yang dijangkakan dari kepekatan jisim tunggal adalah kurang dari satu bahagian dalam sejuta dan para penyelidik harus melihat sejumlah besar galaksi sebelum mereka dapat melihat kesannya. Dia mengatakan bahawa hasilnya mengesahkan bahawa tenaga gelap wujud dalam kepekatan jisim yang agak kecil: hanya 100 juta tahun cahaya di mana kesan yang diperhatikan sebelumnya tenaga gelap berada pada skala 10 bilion tahun cahaya. Aspek unik dari data SDSS adalah kemampuannya untuk mengukur jarak ke semua galaksi dengan tepat dari analisis fotografi peralihan fotometrik mereka. "Oleh itu, kita dapat melihat kesan kesan ini pada CMB tumbuh sebagai fungsi dari usia alam semesta," kata Connolly. "Akhirnya kita mungkin dapat menentukan sifat tenaga gelap dari pengukuran seperti ini, walaupun sedikit di masa depan."
"Untuk membuat kesimpulan bahawa tenaga gelap wujud, kita hanya perlu menganggap bahawa alam semesta tidak melengkung. Setelah keputusan Wilkinson Microwave Anisotropy Probe masuk (pada bulan Februari 2003), itu adalah andaian yang dapat diterima dengan baik, ”jelas Scranton. "Ini sangat menggembirakan. Kami tidak tahu sama ada kami dapat isyarat sehingga kami menghabiskan banyak masa untuk menguji data terhadap pencemaran dari galaksi kami atau sumber lain. Hasilnya sekuat hasilnya sangat memuaskan. "
Penemuan itu dibuat di langit seluas 3.400 darjah persegi yang disurvei oleh SDSS.
"Kombinasi gelombang mikro berasaskan ruang angkasa dan data optik berasaskan darat memberi kita tetingkap baru ini mengenai sifat tenaga gelap," kata David Spergel, ahli kosmologi Universiti Princeton dan anggota pasukan sains WMAP. "Dengan menggabungkan data WMAP dan SDSS, Scranton dan kolaboratornya telah menunjukkan bahawa tenaga gelap, apa pun itu, adalah sesuatu yang tidak tertarik oleh graviti walaupun pada skala besar yang diteliti oleh Sloan Digital Sky Survey.
"Ini adalah petunjuk penting bagi ahli fizik yang berusaha memahami tenaga gelap yang misterius," tambah Spergel.
Sebagai tambahan kepada penyiasat utama Scranton, Connolly, Nichol dan Stebbins, Istavan Szapudi dari University of Hawaii turut menyumbang dalam penyelidikan ini. Yang lain yang terlibat dalam analisis ini termasuk Niayesh Afshordi dari Princeton University, Max Tegmark dari University of Pennsylvania dan Daniel Eisenstein dari University of Arizona.
MENGENAI SURVEI SKY DIGITAL SLOAN (SDSS)
The Sloan Digital Sky Survey (sdss.org) akan memetakan secara terperinci seperempat dari seluruh langit, menentukan kedudukan dan kecerahan mutlak 100 juta objek cakerawala. Ia juga akan mengukur jarak ke lebih dari satu juta galaksi dan kuarsar. Astrophysical Research Consortium (ARC) mengendalikan Apache Point Observatory, tapak teleskop SDSS.
SDSS adalah projek bersama Universiti Chicago, Fermilab, Institut Kajian Lanjutan, Kumpulan Penyertaan Jepun, Universiti Johns Hopkins, Makmal Nasional Los Alamos, Max-Planck-Institute for Astronomy (MPIA), Max- Planck-Institute for Astrophysics (MPA), New Mexico State University, University of Pittsburgh, Princeton University, Observatory Tentera Laut Amerika Syarikat, dan University of Washington.
Pembiayaan untuk projek tersebut telah disediakan oleh Yayasan Alfred P. Sloan, Institusi Peserta, Pentadbiran Aeronautik dan Angkasa Negara, Yayasan Sains Nasional, Jabatan Tenaga A.S., Monbukagakusho Jepun dan Persatuan Max Planck.
WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY PROBE (WMAP) adalah misi NASA yang dibina dengan kerjasama Universiti Princeton dan Pusat Penerbangan Angkasa Goddard untuk mengukur suhu sinaran latar belakang kosmik, sisa panas dari Big Bang. Misi WMAP mendedahkan keadaan seperti yang ada di alam semesta awal dengan mengukur sifat-sifat radiasi latar gelombang mikro kosmik di langit penuh. (http://map.gsfc.nasa.gov)
Sumber Asal: Siaran Berita SDSS
