돈 링컨 (Don Lincoln)은 미국 최대의 대형 하드론 충돌 연구 기관인 미국 에너지 부의 Fermilab의 선임 과학자입니다. 그는 또한 최근의 "대형 하드론 충돌기 : iggs 스 보손의 특별한 이야기와 다른 것들을 떠올리게 할 것들"(Johns Hopkins University Press, 2014). 그를 팔로우 할 수 있습니다.페이스 북. 링컨은이 기사를 Live Science의전문가의 목소리 : Op-Ed & Insights.
우리가 기록을 유지하는 한 밤하늘에 인류는 경탄했습니다. 우리는 신들의 뜻을 결정하고 그 의미가 무엇인지 궁금해하기 위해 하늘을 보았습니다. 육안으로 볼 수있는 별 5,000 개만 인류의 천 년 동안 동반자였습니다.
현대의 천문학적 시설은 우주가 단지 수천 개의 별들로 구성되어 있지 않다는 것을 보여주었습니다. 그것은 우리 은하에만 수 천억 개의 별들이있는 수억 개의 별들로 구성되어 있습니다. 관측소는 우주의 탄생과 진화에 대해 가르쳐주었습니다. 그리고 8 월 3 일, 새로운 시설이 첫 번째 실질적인 발표를했으며 우주에 대한 우리의 이해를 더했습니다. 그것은 우리가 볼 수없는 것을 볼 수있게 해주 며, 우주에서 물질의 분포는 기대와 조금 다르다는 것을 보여주었습니다.
DES (Dark Energy Survey)는 우주 역사에 관한 질문에 대답하기 위해 먼 은하계를 연구하는 5 년간의 사명을 시작한 약 400 명의 과학자들의 협력입니다. 칠레 안데스 산맥의 세로 Tololo 남북 전망대에서 Victor M. Blanco 4 미터 망원경에 부착 된 DEC (Dark Energy Camera)를 사용합니다. DEC는 미국 일리노이 주 바타 비아 근처의 Fermilab에서 조립되었으며 570 만 화소 카메라로 멀리 떨어진 은하계를 촬영할 수있어 가장 희미하게 보이는 별보다 백만 번째로 밝습니다.
암흑 에너지와 암흑 물질
DES는 암흑 에너지를 찾고 있는데, 이것은 우주에서 반발적인 중력 형태 인 제안 된 에너지 장입니다. 중력은 견딜 수없는 매력을 발휘하지만, 암흑 에너지는 우주를 계속 증가하는 속도로 팽창시킵니다. 그 효과는 1998 년에 처음 발견되었으며 우리는 그 성질에 대해 여전히 많은 의문을 가지고 있습니다.
그러나 남쪽 밤하늘에서 3 억 은하의 위치와 거리를 측정함으로써 암흑 물질이라는 또 다른 천체 미스터리에 대한 중요한 진술을 할 수있을 것이다. 암흑 물질은 우주에서 일반 물질보다 5 배 더 널리 퍼져 있다고 생각됩니다. 그러나 빛, 전파 또는 전자기 에너지와 상호 작용하지 않습니다. 그리고 그것은 행성이나 별과 같은 큰 몸을 형성하기 위해 모이는 것처럼 보이지 않습니다.
암흑 물질을 직접 볼 수있는 방법은 없습니다 (따라서 이름). 그러나 은하의 회전 속도를 분석하여 간접적으로 그 효과를 볼 수 있습니다. 은하의 가시 질량에 의해 뒷받침되는 회전 속도를 계산하면 그 속도가 원래보다 더 빠르게 회전한다는 것을 알게 될 것입니다. 모든 권리에 의해,이 은하들은 찢어 져야합니다. 수십 년에 걸친 연구 끝에 천문학 자들은 각 은하에 암흑 물질이 포함되어 있다고 결론 지었다.
우주의 암흑 물질
그러나 훨씬 더 큰 우주에서 개별 은하를 연구하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 다른 접근법이 필요합니다. 이를 위해 천문학 자들은 중력 렌즈라고하는 기술을 사용해야합니다.
중력 렌즈는 1916 년 Albert Einstein에 의해 예측되었고 1919 년 Arthur Eddington 경에 의해 처음 관측되었습니다. 빛은 공간을 통해 직선으로 이동하기 때문에 시공간이 구부러지면 마치 빛이 공간을 통해 구부러진 경로를 지나가는 것처럼 관찰자를 보게됩니다.
이 현상은 우주에서 암흑 물질의 양과 분포를 연구하기 위해 활용 될 수 있습니다. 멀리 은하계 (먼저 은하계라고도 함)에서 멀리 떨어져있는 다른 은하계를 관측하는 과학자들은 관측 된 은하계의 왜곡 된 이미지를 볼 수 있습니다. 왜곡은 수정 은하의 질량과 관련이 있습니다. 수정 은하의 질량은 가시적 물질과 암흑 물질의 조합이기 때문에 중력 렌즈를 사용하면 과학자들은 우주 자체만큼 큰 규모로 암흑 물질의 존재와 분포를 직접 관찰 할 수 있습니다. 이 기술은 또한 큰 전경 은하단이 훨씬 더 먼 은하단의 클러스터 이미지를 왜곡 할 때 작동하며, 이는이 측정에 사용되는 기술입니다.
울퉁불퉁 한가?
DES 협업은 최근이 기법을 사용하여 분석을 발표했습니다. 이 연구팀은 지구로부터 4 개의 다른 거리에서 2 천 6 백만 개의 은하 샘플을 조사했다. 더 가까운 은하들은 더 먼 은하를 렌즈로 만들었습니다. 이 기술을 사용하고 모든 은하의 이미지의 왜곡을주의 깊게 살펴보면 보이지 않는 암흑 물질의 분포와 지난 70 억 년 동안의 이동 또는 응집 방식, 즉 수명의 절반을 매핑 할 수있었습니다. 우주.
예상 한대로 그들은 우주의 암흑 물질이 "덩어리"라는 것을 발견했습니다. 그러나 놀랍게도 이전 측정에서 예상했던 것보다 약간 덜 울퉁불퉁했습니다.
이러한 모순적인 측정 중 하나는 빅뱅 이후 우주 마이크로파 배경 (CMB)이라고 불리는 최초의 잔여 무선 신호에서 비롯됩니다. CMB는 3 억년 전의 우주에서의 에너지 분포를 포함하고 있습니다. 1998 년 COBE (Cosmic Background Explorer) 공동 작업은 CMB가 완벽하게 균일하지는 않지만 10 만분의 1과는 다른 점이있는 냉온 점이 있다고 발표했습니다. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) 및 Planck 위성은 COBE 측정을 확인하고 개선했습니다.
CMB가 방출되고 DES가 연구 한 기간 사이에 70 억 년 동안 우주의 더 뜨거운 지역은 우주 구조의 형성을 시드했습니다. CMB에서 포착 된 불균일 한 에너지 분포는 중력의 증 폭력과 결합하여 우주의 일부 반점이 더 조밀 해지고 다른 반점이 줄어 듭니다. 그 결과 우리 주변의 우주가 나타납니다.
CMB는 간단한 이유로 암흑 물질의 분포를 예측합니다. 현재 우주의 물질 분포는 과거의 분포에 달려 있습니다. 결국, 과거에 물질 덩어리가 있었다면, 그 물질은 근처의 물질을 끌어 들이고 덩어리가 커질 것입니다. 마찬가지로, 우리가 먼 미래를 계획한다면, 오늘날 물질의 분배는 같은 이유로 내일에도 영향을 미칠 것입니다.
따라서 과학자들은 빅뱅 이후 380,000 년에 CMB 측정을 사용하여 우주가 70 억 년 후에 어떻게 보일지를 계산했습니다. 그들은 예측을 DES의 측정 값과 비교했을 때, DES 측정 값이 예측값보다 약간 덜 작다는 것을 발견했습니다.
불완전한 사진
그게 큰일이야? 아마도. 두 측정에서 불확실성 또는 오류는 통계적으로 유의미한 방식으로 동의하지 않는 것을 의미 할만큼 충분히 큽니다. 그것이 의미하는 바는 아무도 두 측정이 실제로 동의하지 않는다는 것을 확신 할 수 없다는 것입니다. 데이터의 통계적 변동이나 고려되지 않은 작은 도구 효과로 인해 불일치가 발생할 수 있습니다.
연구의 저자조차도 여기에주의를 제안 할 것입니다. DES 측정은 아직 피어 검토되지 않았습니다. 논문은 출판을 위해 제출되었고 그 결과는 회의에서 발표되었지만 심판 보고서가 올 때까지 확실한 결론을 기다려야한다.
그래서 미래는 무엇입니까? DES는 5 년의 임무를 수행했으며이 중 4 년의 데이터가 기록되었습니다. 최근에 발표 된 결과는 첫 해의 데이터 만 사용합니다. 최신 데이터는 여전히 분석 중입니다. 또한 전체 데이터 세트는 5,000 평방도의 하늘을 커버하며 최근 결과는 1,500 평방도에 불과하며 피어는 절반의 시간에 불과합니다. 따라서 이야기는 명확하지 않습니다. 전체 데이터 세트에 대한 분석은 2020 년까지는 예상되지 않습니다.
그러나 오늘날 취해진 자료는 이미 우주의 진화에 대한 우리의 이해에 가능한 긴장이 있음을 의미 할 수 있습니다. 더 많은 데이터를 분석 할 때 이러한 긴장이 사라지더라도 DES 협업은 계속해서 다른 측정을 수행하고 있습니다. 이름에서 "DE"라는 글자는 암흑 에너지를 나타냅니다. 이 그룹은 결국 과거의 암흑 에너지의 행동과 미래에 우리가 기대할 수있는 것에 대해 이야기 할 수있을 것입니다. 이 최근 측정은 과학적으로 매혹적인 시간이 될 것으로 예상되는 시작에 불과합니다.
이 버전의 기사는 원래 Live Science에 게시되었습니다.
