Новый прибор достиг «Первого света», тайна темной энергии будет раскрыта

Для астрономов, нет лучшего ощущения, чем достижение «первого света» на новом инструменте или телескопе. Это кульминация многолетней подготовки и создания нового оборудования, которое впервые собирает частицы из астрономического объекта.

22 октября Спектроскопический прибор Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) на телескопе Mayall в Аризоне, США, достиг первого света. Это огромный скачок в нашей способности измерять расстояния до галактик, что позволяет начать новую эру картирования структур во Вселенной.

Как видно из названия, оно также может быть ключом к решению одного из важнейших вопросов физики: что за таинственная сила называется «темная энергия», которая составляет 70 процентов Вселенной?

Несмотря на то, что большинство физиков сейчас признали, что темная энергия существует, мы до сих пор не знаем ее точную форму.

Многие исследователи считают, что энергия вакуума просто имеет определенную ценность, называемую «космологической постоянной».

Другие варианты включают возможность того, что теория гравитации Эйнштейна является неполной, когда применяется в огромных масштабах всей Вселенной.

Новые инструменты, такие как DESI, помогут сделать следующий шаг в разгадке тайны. Он будет измерять десятки миллионов красных смещений галактик, охватывающих огромный объем Вселенной на расстоянии до десяти миллиардов световых лет от Земли.

Такая удивительная, подробная карта должна быть в состоянии ответить на несколько ключевых вопросов о темной энергии и создании крупномасштабных структур во Вселенной.

Например, является ли темная энергия просто космологической постоянной. Для этого прибор будет измерять отношение давления, которое темная энергия оказывает на Вселенную, к энергии на единицу объема.

Если темная энергия является космологической постоянной, это соотношение должно быть постоянным как в космическом времени, так и в местоположении. Однако для других объяснений это соотношение будет различным. Любое указание на то, что оно не является константой, будет революционным и вызовет напряженную теоретическую работу.

DESI также должен быть способен ограничить и даже опровергнуть многие теории измененной гравитации, возможно, убедительно подтверждая теорию общей теории относительности Эйнштейна в самых больших масштабах.

Или наоборот — и снова это вызовет революцию в теоретической физике.

Другой важной теорией, которая будет проверена с помощью DESI, является космическая инфляция, которая предсказывает, что крошечные случайные квантовые флуктуации плотности энергии в первичной Вселенной были экспоненциально расширены в течение короткого периода интенсивного роста, чтобы стать семенами крупномасштабных структур, которые мы видим сегодня.

DESI — это только одна из нескольких миссий и экспериментов по изучению темной энергии, которые состоятся в следующем десятилетии, поэтому, безусловно, есть основания для оптимизма, что мы скоро сможем разгадать тайну темной энергии.

Источники: Фото: (M. Blanton/SDSS/CC BY-SA)