Mørk energi ... Vi er stadig ikke helt sikre på, hvad det er, eller hvor det kommer fra. Ester Piedipalumbo, ser nærmere på en måde at måle dette energiske gåte på, og de gør det med en af de mest intense kilder, de kan finde - gamma-ray bursts.
”Vi er i stand til at bestemme afstanden til en eksplosion på grundlag af egenskaberne for den stråling, der udsendes under gammastråle-bursts. I betragtning af at nogle af disse eksplosioner er relateret til de mest fjerntliggende objekter i rummet, som vi kender til, er vi i stand til for første gang at vurdere hastigheden af rumtidsudvidelse, selv i de relativt tidlige perioder efter Big Bang, ” siger prof. Marek Demianski (FUW).
Hvad skabte denne nye metode? I 1998 målte astronomer energien, der blev afgivet ved type Ia supernovae-begivenheder, og indså, at de uddrivede kræfter var konsistente. Ligesom standardlysmodellen, kunne denne udgivelse bruges til at bestemme kosmiske afstande. Men der var kun et advarsel ... Jo mere fjern begivenheden er, desto svagere er signaturen.
Mens disse svage begivenheder ikke lyste op om natten, de var lyser op, hvordan videnskaben tænkte på tingene. Måske var disse type Ia-supernovaer længere væk end antaget ... og hvis dette var sandt, måske i stedet for at bremse universets udvidelse, måske var det hurtigere! For at sætte den universelle model til rettigheder, var det nødvendigt at introducere en ny form for masseenergi - mørk energi - og den skulle være tyve gange mere end hvad vi kunne se. ”Over natten, mørk energi blev helt bogstaveligt talt universets største mysterium,” siger prof. Demianski. I en model fremsat af Einstein er det en egenskab for den kosmologiske konstant - og en anden model antyder, at accelereret ekspansion er forårsaget af et eller andet ukendt skalarfelt. ”Med andre ord er det enten - eller: enten rumtid udvides af sig selv eller udvides med et fysisk skalarisk felt inden i det,” siger prof. Demianski.
Så hvad er poenget bag undersøgelserne? Hvis det er muligt at bruge en gammastråle-burst som en type standardlys, kan astronomer bedre vurdere tætheden af mørk energi, så de kan videreudvikle modeller. Hvis den forbliver monofonisk, hører den til den kosmologiske konstant og er en egenskab af rum-tid. Men hvis accelerationen af universet tilhører et skalfelt, ville densiteten af mørk energi afvige. ”Dette var tidligere et problem. For at vurdere ændringerne i densiteten af mørk energi umiddelbart efter Big Bang, skal man vide, hvordan man måler afstanden til meget fjerntliggende objekter. Så fjern, at selv Type Ia-supernovaer, der er forbundet til dem, er for svage til at blive observeret, ”siger Demianski.
Nu begynder den virkelige forskning. Gamma-ray bursts behov for at få deres energiniveau målt og for at gøre det nøjagtigt betød at se på tidligere undersøgelser, der indeholdt verificerede kilder til afstand, såsom Type Ia supernovaer. ”Vi fokuserede på disse tilfælde. Vi vidste afstanden til galaksen, og vi vidste også, hvor meget energi af brasten nåede Jorden. Dette gjorde det muligt for os at kalibrere burst, det vil sige til at beregne den samlede energi i eksplosionen, ”forklarer prof. Derefter var det næste trin at finde statistiske afhængigheder mellem forskellige egenskaber ved den stråling, der udsendes under en gammastråle burst og eksplosionens samlede energi. Sådanne forhold blev opdaget. ”Vi kan ikke give en fysisk forklaring på, hvorfor visse egenskaber ved gammastråle-bursts er korrelerede,” påpeger professor. ”Men vi kan sige, at hvis registreret stråling har sådanne og sådanne egenskaber, så havde burst-en sådan og sådan energi. Dette giver os mulighed for at bruge bursts som standardlys til at måle afstande. ”
Dr. Ester Piedipalumbo og et team af forskere fra universiteterne i Warszawa og Napoli tog derefter målsætningen op. På trods af dette fascinerende nye koncept er virkeligheden, at fjerne gammastråle-bursts er usædvanlige. Selv med 95 kandidater, der er anført i Amanti-kataloget, var der simpelthen ikke tilstrækkelig information til at finde mørk energi. ”Det er en ganske skuffelse. Men det, der er vigtigt, er det faktum, at vi i vores hænder har et værktøj til at verificere hypoteser om universets struktur. Alt hvad vi skal gøre nu er at vente til det næste kosmiske fyrværkeri, ”afslutter professor Demianski.
Lad spillene begynde…
Original historiekilde: University of Warsaw Press Release. For yderligere læsning: Kosmologiske modeller i skalær tensor-teorier om tyngdekraft og observationer: en klasse af generelle løsninger.
