Temná energie v novém světle

ESO 004/08 tisková zpráva

Průzkum vesmírné pavučiny.

S pomocí VLT změřili astronomové polohu a pohyb tisíce galaxií vzdáleného vesmíru. Na základě tohoto pozorování se tak otevřely dveře k poodhalení příčiny zrychlování expanze vesmíru a k lepšímu pochopení záhadné temné energie, jež se rozprostírá napříč celým vesmírem.

„Jednou z nejživějších otázek součané kosmologie je nalezení hlavní příčiny zrychlování expanze vesmíru,“ říká Luigi Guzzo, autor článku v Nature, kde jsou výsledky studie uveřejněny. „V průzkumu poloh a rychlostí vzdálených galaxií jsme objevili novou a účinnou možnost, jak vyřešit tuto záhadu.“

Před deseti lety astronomové zjistili, že se dnešní vesmír rozpíná rychleji, než tomu bylo v minulosti. „V současnosti existují dva zcela rozdílné pohledy na tuto problematiku,“ vysvětluje Enzo Branchini. „Buď je vesmír vyplněn záhadnou temnou energií, která působí proti gravitační síle, jež zpomaluje expanzi vesmíru, nebo je náš dnešní pohled na gravitaci mylný a je třeba jej změnit, například doplněním o další rozměry.“

Na základě současných pozorování rozpínajícího se vesmíru nelze přesně rozlišit, je-li platná ta či ona teorie. Mezinárodní tým 51 astronomů z 21 institucí však našel způsob, který může napomoci vyřešit tento problém. Technika je založena na pozorování zdánlivých rychlostí vzdálených galaxií. Na velikosti rychlosti se podílejí dva faktory. Jedním je celkové rozpínání vesmíru, kterým se galaxie navzájem vzdalují, a na druhé straně je to gravitační přitahování hmoty v galaxiích, kterým je formována velkorozměrová pavučinová struktura vesmíru.

„Měření zdánlivých rychlostí u velkého počtu galaxií, které probíhalo v posledních třiceti letech, nám umožnilo zrekonstruovat trojrozměrnou mapu rozložení těchto galaxií ve velkém objemu vesmíru. Mapa odhaluje velkorozměrové útvary jako kupy galaxií či filamenty nadkup,“ říká Olivier Le Fèvre. „Ze získaných informací jsme schopni určit skutečný pohyb galaxií. Zde nalézáme mírné, ale důležité odchylky. Měřením těchto odchylek v různých vzdálenost, a tedy i v různých obdobích vesmíru, můžeme zkoumat povahu temné energie."

Guzzo se svými spolupracovníky použili k tomuto měření spektrograf VIMOS na Melipalu, jednom ze čtyř 8,2 m dalekohledů VLT. V rámci VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS), kde je Le Fèvre šéfem výzkumného týmu, byla prozkoumána spektra několika tisíc galaxií v poli o úhlové ploše čtyř čtverečních stupňů na obloze (neboli ploše dvaceti měsíčních kotoučů). Glaxie jsou zkoumány v období, kdy byl vesmír o polovinu mladší (tj. přibližně před 7 miliardami let).

„Jedná se o největší spektrograficky pozorovanou oblast v takovéto vzdálenosti,“ prohlašuje Le Fèvre. „K dnešku jsme z tohoto pole získali více jak 13000 spekter a celkový objem prozkoumaného vesmíru čítá více jak 25 miliónů světelných let krychlových.“

Napozorovaná data byla srovnána s výsledky průzkumu 2dFGRS, kde byl zmapován blízký vesmír, tzn. měřeny odchylky v pohybech galaxií v současnosti.

I přes jistou chybu měření z výsledků vyplývá, že je potřeba přimíchat do „vesmírné polévky“ extra energii, známou jako temná energie. V rovnicích je zahrnuta v podobě kosmologické konstanty, jež byla poprvé zavedena Albertem Einsteinem. Z důvodu velikosti chyby měření však zatím nemůžeme vyloučit ani jiná vysvětlení v rámci jiných teorií.

„Pokud zahrneme do pozorování vesmír o desetkrát větším objemu než u VVDS, můžeme touto technikou rozhodnout, zdali je urychlování rozpínání vesmíru způsobeno temnou energií neznámého původu nebo je potřeba změnit zákony gravitace,“ vysvětluje Guzzo.

„VIMOS na VLT by mohl být úžasným nástrojem pro tuto práci a pomohl by nám zodpovědět jednu ze základních otázek dnešní vědy. Vědecká komunita tak má vážné důvody k dalším ambiciózním průkumům vzdáleného vesmíru,“ uzavírá Le Fèvre.

Multimedia: http://www.eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2008/phot-04-08.html

Zdroj: http://www.eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2008/pr-04-08.html

autor: Tomáš Mohler