2008.02.05. - Fény de­rül­het a sö­tét ener­gia tit­ká­ra

Egy ESO-fel­mé­rés sze­rint a tá­vo­li ga­la­xi­sok tér­be­li el­osz­lá­sá­nak és moz­gá­sá­nak vizs­gá­la­ta se­gít­het a misz­ti­kus sö­tét ener­gia és a gyor­sul­va tá­gu­ló Vi­lág­egye­tem rej­té­lyé­nek meg­ol­dá­sá­ban.

L. Guz­zo (INAF-Os­ser­va­to­rio Ast­ro­no­mi­co di Bre­ra, Me­ra­te, Olasz­or­szág) és mun­ka­tár­sai egy ki­ter­jedt, nem­zet­kö­zi együtt­mű­kö­dés ke­re­té­ben (mely­ben 24 ku­ta­tó­in­té­zet 51 csil­la­gá­sza vett részt) több ezer tá­vo­li ga­la­xist vizs­gál­tak spekt­rosz­kó­pi­ai mód­sze­rek­kel. Cél­juk az volt, hogy ki­de­rít­sék: va­jon alá­tá­maszt­ha­tó­ak-e meg­fi­gye­lé­si bi­zo­nyí­té­kok­kal az Uni­ver­zum tá­gu­lá­sá­ra adott je­len­le­gi el­mé­le­te­ink?

A Vi­lág­egye­tem vál­to­zat­lan­sá­gát hir­de­tő te­ó­ri­ák a XX. szá­zad ele­jén meg­dől­tek: Eins­tein ál­ta­lá­nos re­la­ti­vi­tás­el­mé­le­te (ill. Fried­mann és Le­ma­it­re eb­ből le­vont kö­vet­kez­te­té­sei), va­la­mint Hubb­le ész­le­lé­sei a tá­vo­lo­dó ga­la­xi­sok­ról ar­ra utal­tak, hogy az Uni­ver­zum nem le­het ál­lan­dó mé­re­tű. Az Ős­rob­ba­nás-mo­dell el­ter­je­dé­se után az is vi­lá­gos­sá vált, hogy a ma meg­fi­gyel­he­tő vi­lág egy rend­kí­vül ki­csiny tar­to­mány­ból fej­lő­dött ki, s ma is fo­lya­ma­to­san tá­gul.

Az iga­zán nagy meg­le­pe­tés azon­ban tíz év­vel ez­előtt ér­te a tu­dó­so­kat: az ész­le­lé­si ered­mé­nyek azt mu­tat­ták, hogy a Vi­lág­egye­tem egy­re gyor­su­ló ütem­ben tá­gul (ez an­nak a fé­nyé­ben kü­lö­nö­sen meg­le­pő, hogy az is­mert, alap­ve­tő köl­csön­ha­tá­sok kö­zül nagy mé­ret­ská­lá­kon egy­ér­tel­mű­en a gra­vi­tá­ció vá­lik ural­ko­dó­vá - ami pe­dig von­zó­erő, te­hát ép­pen hogy las­sí­ta­nia kel­le­ne a mé­ret­nö­ve­ke­dést). A gyor­su­ló tá­gu­lás­nak - je­len­le­gi is­me­re­te­ink sze­rint - két­fé­le oka le­het. Az egyik, hogy a gra­vi­tá­ció eze­ken az óri­á­si mé­ret­ská­lá­kon még­sem a jól is­mert el­mé­le­tek sze­rint mű­kö­dik (en­nek tér­el­mé­le­ti okai le­het­nek, az­az a vizs­gá­la­tok­hoz ext­ra tér­di­men­zi­ók be­ve­ze­té­se szük­sé­ges). A má­sik le­het­sé­ges ok pe­dig egy, az egész Uni­ver­zu­mot át­ha­tó, ti­tok­za­tos ta­szí­tó erő, az ún. sö­tét ener­gia vagy koz­mo­ló­gi­ai ál­lan­dó je­len­lé­te.

A je­len­le­gi mé­ré­sek nem te­szik le­he­tő­vé, hogy el­dönt­sük, me­lyik az iga­zi ok. A nem­zet­kö­zi cso­port azon­ban ki­dol­go­zott egy olyan el­já­rást, ami vá­laszt ad­hat a je­len koz­mo­ló­gi­á­já­nak egyik leg­na­gyobb kér­dé­sé­re. Az utób­bi két-há­rom év­ti­zed­ben na­gyon sok ga­la­xis lát­szó­la­gos se­bes­sé­gét si­ke­rült meg­mér­ni, s ez­ál­tal - a Vi­lág­egye­tem egy je­len­tős tar­to­má­nyá­ra néz­ve - egy há­rom­di­men­zi­ós tér­ké­pet ké­szí­te­ni a ga­la­xi­sok el­osz­lá­sá­ról. Ez tet­te le­he­tő­vé a leg­na­gyobb mé­ret­ská­lá­jú struk­tú­rák (ga­la­xis­hal­ma­zok és szu­per­hal­ma­zok) "koz­mi­kus hab"-sze­rű meg­je­le­né­sé­nek fel­fe­de­zé­sét is.

Rész­let a ga­la­xi­sok el­osz­lá­sá­nak szá­mí­tó­gé­pes szi­mu­lá­ci­ó­já­ból: pi­ros­sal a sű­rűbb, kék­kel a rit­kább sű­rű­sé­gű tar­to­má­nyo­kat je­löl­ték. A sár­ga nyi­lak az adott ga­la­xi­sok se­bes­sé­gé­nek nagy­sá­gát és irá­nyát jel­zik.
[K. Do­lag, ESO WDS-team]

Mai esz­kö­ze­ink­kel ugyan­ak­kor ké­pe­sek va­gyunk meg­ha­tá­roz­ni a ga­la­xi­sok lo­ká­lis se­bes­sé­gét is, el­kü­lö­nít­ve a kö­zöt­tünk lé­vő tér tá­gu­lá­sa okoz­ta lát­szó­la­gos se­bes­ség­től. Ezek az ér­té­kek ap­ró in­ga­do­zá­sok­ként fi­gyel­he­tő­ek meg az el­osz­lás­tér­ké­pe­ken. Guz­zo és kol­lé­gái sze­rint kü­lön­bö­ző tá­vol­sá­gok­ban (az­az az Uni­ver­zum kü­lön­bö­ző élet­ko­ra­i­ban) meg­mér­ve eze­ket a kis mér­té­kű fluk­tu­á­ci­ó­kat, tesz­tel­het­jük koz­mo­ló­gi­ai el­mé­le­te­ink he­lyes­sé­gét.

A pro­jekt tag­jai az Eu­ró­pai Dé­li Ob­szer­va­tó­ri­um chi­lei VLT táv­cső­együt­te­sé­nek egyik 8,2 m-es te­lesz­kóp­ját hasz­nál­ták a VI­MOS spekt­ro­gráf­fal. Egy kb. 4 négy­zet­fo­kos, az­az a te­li­hold ko­rong­já­nál hússzor na­gyobb te­rü­le­ten si­ke­rült rög­zí­te­ni mint­egy 13 ezer ga­la­xis nagy­fel­bon­tá­sú spekt­ru­mát, ami az ed­di­gi leg­na­gyobb ilyen jel­le­gű min­ta. A meg­fi­gyelt leg­tá­vo­lab­bi ga­la­xi­sok mint­egy 7 mil­li­árd fény­év tá­vol­ság­ban van­nak.

A VI­MOS-VLT fel­mé­rés ada­ta­i­ból szár­maz­tat­ha­tó ga­la­xis­el­osz­lás tér­ké­pe. Jól lát­ha­tó­ak a sű­rű­ség­kü­lönb­sé­gek (kék­kel a sű­rűbb, zöld­del a rit­kább ré­szek van­nak szí­nez­ve), il­let­ve a nagy­lép­té­kű struk­tú­rák.
[Euro­pe­an So­ut­hern Ob­ser­va­to­ry]

A se­bes­ség­el­osz­lá­sok vizs­gá­la­ta azt su­gall­ja, hogy a sö­tét ener­gia mo­dell­je helyt­ál­lóbb, de a hi­ba­ha­tá­rok elég na­gyok ah­hoz, hogy más el­mé­le­te­ket tel­jes bi­zo­nyos­ság­gal ki le­hes­sen zár­ni. Ah­hoz, hogy a rej­té­lyes ta­szí­tó­erő lé­tét kí­sér­le­ti úton is si­ke­rül­jön egy­ér­tel­mű­en bi­zo­nyí­ta­ni, a mos­ta­ni­nál tíz­szer ér­zé­ke­nyebb tech­no­ló­gi­á­ra van szük­ség. Ez azon­ban akár né­hány év múl­va ren­del­ke­zés­re áll­hat, hoz­zá­se­gít­ve ez­zel az egyik leg­ér­de­ke­sebb koz­mi­kus prob­lé­ma meg­ol­dá­sá­hoz.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk a Na­tu­re 2008. ja­nu­ár 31-i szá­má­ban je­lent meg.

For­rás:

• ESO 04/08 - Sci­en­ce Re­le­a­se, 2008.01.30.