이미지 크레디트 : SDSS
몇 년 전 우주를 가속화하는 것으로 보이는 암흑 에너지라는 신비한 힘이 발견 된 이래로 천문학 자들은이 이론을지지하거나 할인 할 추가 증거를 찾고 있습니다. Sloan Digital Sky Survey의 천문학 자들은 암흑 에너지의 반발적인 영향과 일치하는 우주 배경 방사선의 변동을 발견했습니다.
Sloan Digital Sky Survey의 과학자들은 암흑 에너지의 존재에 대한 독립적 인 물리적 증거의 발견을 발표했습니다.
연구원들은 슬로안 디지털 스카이 서베이 (SDS)에서 수백만 개의 은하와 NASA의 Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)의 우주 마이크로파 배경 온도 맵을 연관시켜 암흑 에너지의 흔적을 발견했습니다. 연구진은 고대 우주의 방사선에서 암흑 에너지의 "그림자"를 발견했습니다. 빅뱅의 냉각 된 방사선의 유물입니다.
이 두 개의 큰 하늘 측량의 결과를 조합하여이 발견은 암흑 에너지의 존재에 대한 물리적 증거를 제공합니다. 먼 초신성에서 측정 된 우주의 가속에 대한 초기 연구를 보완하는 결과. 우주 마이크로파 배경 (CMB)의 밀리미터 외 은하 방사선 및 지구 물리학 (BOOMERANG)의 풍선 관측으로부터의 관찰 또한 초기 발견의 일부였다.
우주의 주요 구성 요소이자 과학에서 가장 큰 수수께끼 중 하나 인 암흑 에너지는 매력적이기보다는 중력에 의해 반발력이 있습니다. 이로 인해 우주의 팽창이 일반 (어두운) 물질의 매력과는 달리 가속되어 감속하게됩니다.
피츠버그 대학 물리 및 천문학과의 Ryan Scranton 박사는“평평한 우주에서 우리가 관찰하는 효과는 당신이 암흑 에너지를 가진 우주에서만 발생할 수 있습니다. "우주가 물질로만 구성되어 여전히 평평하다면이 효과는 존재하지 않을 것입니다."
“CMB (Cosmic Microwave Background)의 광자가 빅뱅 이후 380,000 년 후에 우리를 여행 할 때, Sachs-Wolfe 통합 효과를 포함하여 여러 가지 물리적 프로세스를 경험할 수 있습니다. 이 효과는 전자 레인지에 어두운 에너지의 각인 또는 그림자입니다. 이 효과는 또한 광자의 에너지에 대한 중력의 영향으로 인한 우주 마이크로파 배경의 온도 변화를 측정합니다”라고 Scranton은 덧붙였습니다.
이 발견은 피츠버그에있는 카네기 멜론 대학교 (Carnegie Mellon University)의 SDSS 공동 연구자이자 물리학 부교수 인 밥 니콜 (Bob Nichol) 박사는“암흑 에너지의 물리적 감지와 다른 암흑 감지에 대한 보완 적 보완”이라고 덧붙였다. Nichol은 Integrated Sachs-Wolfe 효과를 햇볕이 잘 드는 창 앞에 서있는 사람을 바라 보는 것에 비유했습니다.“개요 만보고이 정보만으로도이를 알아볼 수 있습니다. 마찬가지로 우리가 보는 신호에는 암흑 에너지에 대해 기대할 수있는 올바른 윤곽 (또는 그림자)이 있습니다.”라고 Nichol은 말했습니다.
Nichol 박사는“특히 신호의 색상은 우주 마이크로파 배경의 색상과 동일하기 때문에 이것이 우주 론적이며 성가신 오염이 아니라는 것을 증명한다”고 덧붙였다.
“이 작업은 초신성 작업과 무관하게 CMB 및 SDSS 데이터를 동시에 설명하기 위해 암흑 에너지가 필요하다는 물리적 확인을 제공합니다. SDSS의 프로젝트 과학자이자 프린스턴 대학의 천문학 교수 인 Jim Gunn은 덧붙였다.
피츠버그 대학교의 앤드류 코놀리 박사는 우주 마이크로파 배경에서 흐르는 광자가 많은 농도의 은하와 암흑 물질을 통과한다고 설명했다. 그들이 중력 우물에 빠지면서 언덕을 굴리는 공처럼 에너지를 얻습니다. 그들이 나올 때 그들은 에너지를 잃습니다 (다시 언덕을 굴리는 공처럼). 마이크로파의 사진 이미지는 이러한 슈퍼 클러스터 농도를 향해 떨어질 때 더 파랗게 (즉, 더 에너지가 많아짐) 점점 멀어짐에 따라 더 붉게됩니다 (즉, 덜 에너지가됩니다).
“주로 보통 물질로 구성된 우주에서는 빨강과 파랑의 순 효과가 사라질 것으로 기대합니다. 그러나 최근 몇 년간 우리는 우주에있는 대부분의 물질이 중력 적으로 매력적이기보다는 중력 적으로 반발력이 있다는 점에서 비정상적이라는 것을 알게되었습니다.” 제도. "이 비정상적인 것들을 우리는 암흑 에너지라고 부릅니다."
SDSS 협력자 코놀리 (Connolly)는 광자가 그것을 통과하는 동안 중력 우물의 깊이가 감소하면 광자가 약간 더 많은 에너지로 빠져 나갈 것이라고 말했다. “이것이 사실이라면 우리는 더 많은 은하가있는 지역에서 우주 마이크로파 배경 온도가 약간 더 뜨거울 것으로 예상 할 것입니다. 이것이 바로 우리가 찾은 것입니다.”
Stebbins는 질량의 단일 농도에서 예상되는 순 에너지 변화는 백만 분의 일 미만이며 연구자들은 그 효과를 기대하기 전에 많은 은하계를 조사해야한다고 덧붙였다. 그는 그 결과는 암흑 에너지가 상대적으로 적은 질량 농도로 존재한다는 것을 확인했다고 말했다. 이전에 관찰 된 효과 암흑 에너지는 100 억 광년 규모에 불과한 1 억 광년 밖에되지 않았다. SDSS 데이터의 독특한 측면은 포토 메트릭 레드 시프트의 사진 분석에서 모든 은하까지의 거리를 정확하게 측정 할 수 있다는 것입니다. 코놀리는“따라서 우리는 CMB에 대한이 효과의 각인이 우주의 나이에 따라 커지는 것을 볼 수있다”고 말했다. "결국 우리는 이와 같은 측정을 통해 암흑 에너지의 특성을 결정할 수있을 것입니다."
“암흑 에너지가 존재한다는 결론을 내기 위해서는 우주가 구부러지지 않았다고 가정하면됩니다. 2003 년 2 월에 Wilkinson Microwave Anisotropy Probe 결과가 나왔을 때, 이는 잘 받아 들여진 가정입니다.”라고 스크랜튼은 설명했다. “이것은 매우 흥미 롭습니다. 우리는 신호를 얻을 수 있는지 몰랐으므로 우리는 은하계 또는 다른 출처의 오염에 대해 데이터를 테스트하는 데 많은 시간을 보냈습니다. 결과가 강하게 나오면 매우 만족 스러웠습니다.”
발견은 SDSS가 조사한 하늘의 3,400 평방도에서 이루어졌다.
프린스턴 대학 우주 학자이자 WMAP 과학 팀의 일원 인 데이비드 스 페르 겔 (David Spergel)은“우주 공간 마이크로파와 지상 광학 데이터의 조합은 암흑 에너지의 특성에 새로운 창을 제공했다”고 말했다. Scranton과 그의 협력자들은 WMAP과 SDSS 데이터를 결합함으로써 Sloan Digital Sky Survey가 조사한 대규모 규모에서도 중력에 의해 끌리지 않는 암흑 에너지를 보여주었습니다.
Spergel은“이것은 신비한 암흑 에너지를 이해하려는 물리학 자에게 중요한 힌트”라고 덧붙였다.
하와이 대학교의 이스타 반 샤 푸디 (Istavan Szapudi) 박사는 주요 연구원 Scranton, Connolly, Nichol 및 Stebbins 외에도 연구에 기여했습니다. 분석에 관여하는 다른 사람들로는 프린스턴 대학의 Niayesh Afshordi, 펜실베이니아 대학의 Max Tegmark 및 애리조나 대학의 Daniel Eisenstein이 있습니다.
슬론 디지털 스카이 서베이 (SDSS)에 대하여
Sloan Digital Sky Survey (sdss.org)는 전체 하늘의 1/4을 상세하게 매핑하여 1 억 개의 천체의 위치와 절대 밝기를 결정합니다. 또한 백만 개 이상의 은하와 퀘이사까지의 거리를 측정합니다. 천체 물리학 연구 컨소시엄 (ARC)은 SDSS 망원경 사이트 인 Apache Point Observatory를 운영합니다.
SDSS는 시카고 대학, Fermilab, 고급 연구 연구소, 일본 참여 그룹, Johns Hopkins 대학, 로스 알 라모스 국립 연구소, Max-Planck-Institute for Astronomy (MPIA), Max- 플랑크 연구소 천체 물리 연구소 (MPA), 뉴 멕시코 주립대 학교, 피츠버그 대학교, 프린스턴 대학교, 미국 해군 관측소 및 워싱턴 대학교.
프로젝트 자금은 Alfred P. Sloan Foundation, 참여 기관, 항공 우주국, National Science Foundation, 미국 에너지 부, 일본 Monbukagakusho 및 Max Planck Society가 제공했습니다.
WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY PROBE (WMAP)는 Princeton University 및 Goddard Space Flight Center와 협력하여 우주 배경 방사선의 온도, 빅뱅의 남은 열을 측정하기 위해 구축 된 NASA 미션입니다. WMAP 임무는 우주 전체에 존재하는 우주 마이크로파 배경 방사선의 특성을 측정하여 초기 우주에 존재했던 상태를 보여줍니다. (http://map.gsfc.nasa.gov)
원본 출처 : SDSS 뉴스 릴리스
