Cerca de seis bilhões de anos luz distante, quase metade a partir de agora de volta ao Big Bang, o universo era submetido a uma mudança elementar. Retida até então pela atração gravitacional mútua de toda a matéria que continha, o universo tinha se expandido cada vez mais lentamente. Então, como a matéria se espalhou para fora e sua densidade diminui, a energia escura tomaram o poder e expansão começou a acelerar.
Expansão acelerada foi anunciada menos de 14 anos atrás, tanto pelo Supernova Cosmology Project (SCP), com base em Berkeley Lab e competindo alta z Search Team Supernova, uma descoberta que resultou em 2011 o Prêmio Nobel de Saul o SCP Perlmutter e High-z Equipe membros Brian Schmidt e Adam Riess. A aceleração pode resultar de um algo desconhecido apelidado de "energia escura" - ou, a energia escura pode ser apenas uma maneira de dizer que não entendem como a gravidade realmente funciona. O primeiro passo em descobrir é estabelecer uma história detalhada de expansão. Ao contrário de pesquisas de supernovas, que dependem o brilho de estrelas explosivas, BOSS usa uma técnica chamada bárions acústico oscilação (BAO) para determinar as distâncias a distantes galáxias .
Baryon oscilação acústica mede o ângulo através do céu de estruturas de tamanho conhecido, os picos onde as galáxias se aglomeram mais densamente na rede de filamentos e vazios que enchem o universo. Uma vez que esses picos de densidade recorre regularmente, o ângulo entre os pares apropriados de galáxias tão precisamente medidos a partir da Terra, revela a distância - o ângulo mais estreito o aparente, o mais longe que estejam.
Sabendo a distância a um objeto conta sua idade, bem como, desde a sua luz viaja de lá para cá a uma velocidade conhecida. E o redshift da luz revela como o Universo se expandiu desde aquela época, como a expansão estende-se espaço em si, o comprimento de onda da luz que viaja através do espaço para a Terra se estende proporcionalmente, tornando-se mais vermelho e revelando a expansão do universo desde a luz deixou a sua fonte.
BOSS Hoje, a Pesquisa Oscilação Baryon espectroscópica, o maior componente do terceiro Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III), anunciou mais uma medição precisa ainda da escala de distância do universo durante a época em que a energia escura ligado.
"Fizemos medições de precisão da estrutura em larga escala do universo de cinco a sete bilhões de anos atrás - a melhor medida ainda do tamanho de qualquer coisa fora da Via Láctea", diz David Schlegel da Divisão de Física do Departamento dos EUA Lawrence Energia Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), investigador principal do BOSS. "Nós estamos empurrando para fora as distâncias quando a energia escura ligada, onde podemos começar a fazer experiências para descobrir o que está causando expansão acelerada."
"Primeiros grandes BOSS de resultados cosmológicas estabelecem os precisos tridimensionais posições de 327,349 galáxias massivas através de 3.275 graus quadrados do céu, atingindo já em redshift 0,7 - a maior amostra do universo já pesquisado nesta alta densidade", diz Martin Branco da Divisão de Berkeley Lab de Física, um professor de física e astronomia da Universidade da Califórnia em Berkeley e cadeira do patrão equipes de pesquisa científica. "Redshift média BOSS é 0,57, equivalente a cerca de seis bilião de anos-luz de distância BOSS dá essa distância dentro de 1,7 por cento -. 2.094 megaparsecs mais ou menos 34 megaparsecs - a restrição de distância mais precisa já obtida a partir de um levantamento galáxia."
A origem do BAO, o agrupamento regular de matéria comum (chamados bárions "por convenção astronômica), foi a pressão de ondas sonoras ("acústico") movendo-se através do universo quando ainda era tão quente que a luz ea matéria foram misturados em um tipo de sopa, em que as ondas de som criado áreas de densidade variando regularmente ("oscilação"). Por 380.000 anos depois do Big Bang, a expansão tinha esfriado o suficiente para a sopa de matéria ordinária a se condensar em átomos de hidrogênio (matéria escura invisível era também parte da sopa) e para a luz para seguir seu caminho separado.
BOSS dados sobre cluster de galáxias e redshifts pode ser aplicado não só para BAO, mas também a uma técnica separada chamada "distorções de espaço redshift" - um teste direto de gravidade que mede o quão rápido galáxias vizinhas estão se movendo para formar aglomerados de galáxias.
E se a energia escura não é uma força desconhecida ou substância, mas sim uma falha de Albert Einstein Teoria da Relatividade Geral , a nossa melhor teoria-ainda de gravidade? Relatividade Geral prediz quão rápido galáxias deve se mover em direção a um outro em aglomerados de galáxias, e, no agregado, o quão rápido a estrutura do universo deve ser crescente. Qualquer desvio em suas previsões que significa que a teoria é falha.
"Nós dependemos de redshift para saber as taxas de expansão e como a estrutura foi crescendo em diferentes momentos no passado", diz Beth Reid, um companheiro de Hubble no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, que dirigiu o estudo BOSS de distorções espaciais redshift. "Mas redshifts não são uniformes. Galáxias são realizadas ao longo do fluxo de Hubble como o universo se expande, mas eles também têm suas velocidades próprias. Eles tendem a cair em direção a regiões mais densas, por exemplo. Porque os do outro lado de uma densa região estão vindo em nossa direção, o seu desvio para o vermelho faz com que pareçam mais perto do que realmente são, o oposto é verdadeiro para as galáxias no lado próximo, que estão caindo para longe de nós - eles olham para mais longe ".
A análise estatística dos redshifts das centenas de milhares de galáxias no conjunto de dados BOSS pode levar em conta as peculiaridades de variação local e ainda produzir uma medida confiável de distância, a taxa de expansão de Hubble, ea taxa de crescimento da estrutura do universo. Com estas técnicas, Reid e seus colegas mediram a gravidade em uma escala de 100 milhões de anos-luz, muito maior do que a medida mais precisa da gravidade, no entanto, que se baseia a distância da Terra à lua.
BOSS obtido estas medidas ainda mais com o telescópio Sloan de campo largo no Apache Point Observatory, no Novo México, projetado especialmente para levantamentos de galáxias, mas a montagem de um espectrógrafo muito mais sofisticado do que estava disponível para levantamentos anteriores do SDSS.
"O 2,5-metro telescópio Sloan permanece instalação do premier do mundo para a grande área de espectroscopia porque usa fibra alimentados espectrógrafos, que oferecem uma enorme vantagem numérica", diz Natalie Roe, diretor da Divisão de Berkeley Lab Física e cientista do instrumento BOSS, que dirigido construção dos espectrógrafos novos.
"Todos os dados coletados pelos fluxos patrão através de um duto de processamento de dados no laboratório de Berkeley", diz Stephen Bailey, da Divisão de Física, que se descreve como "baby sitter do gasoduto." Trabalhar com Schlegel, em Berkeley Lab e Bolton Adão da Universidade de Utah, Bailey "transforma os dados em algo que podemos usar - catálogos das centenas de milhares de galáxias, eventualmente bem mais de um milhão, cada uma identificada por seus bidimensionais posições no céu e seus redshifts ". Os dados são processados e armazenados no computador do cluster de Riemann, operado pela Alta Performance Berkeley Lab grupo de Serviços de Computação.
A atual safra de jornais BOSS baseia-se em menos de um quarto da BOSS dados continuará a recolher até o levantamento termina em 2014. Até agora, todas as linhas de investigação apontam para o "modelo de concordância" so-called do universo: um "flat" do universo (euclidiana) que floresceu a partir do big bang 13,7 bilhões de anos atrás, um quarto do que é matéria escura fria - mais uma pequena percentagem visível, a matéria, bariônica normal (o material somos feitos). Todo o resto é pensado para ser a energia escura em forma de constante cosmológica de Einstein: uma energia pequena, mas irredutível de origem enigmática que está continuamente esticar o espaço em si.
Mas é muito cedo para pensar que é o fim da história, diz Schlegel. "Com base nas observações limitadas de energia escura que fizemos até agora, a constante cosmológica pode ser a explicação mais simples, mas na verdade, a constante cosmológica não foi testado em tudo. É consistente com os dados, mas realmente temos apenas um pouco de dados. Estamos apenas começando a explorar os momentos em que a energia escura ligado. Se há surpresas escondidas lá, esperamos encontrá-los. "
A imagem na parte superior do cedida página de Cast Basler
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