تکنولوژی
ابزار جدید 11 میلیارد سال تاریخ کیهانی را نقشه‌برداری می‌کند و نظریه اینشتین را تأیید می‌کند
ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI) برای مطالعه تأثیرات گرانش در طول 11 میلیارد سال تاریخ کیهانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ابزار با نقشه‌برداری از 6 میلیون کهکشان و تجزیه و تحلیل ویژگی‌هایی چون نوسانات صوتی باریونی، نظریه نسبیت عام اینشتین را تایید و مدل‌های جایگزین گرانش را محدود می‌کند. دستاوردهای جدید، توانایی فوق‌العاده‌ای برای بررسی تغییرات گرانش و انرژی تاریک نشان می‌دهند و این تازه آغاز کار است. در حال حاضر DESI قصد دارد داده‌هایی از 40 میلیون کهکشان و کوزار را جمع‌آوری کند تا به سوالات بنیادی کیهان‌شناسی پاسخ دهد.
برای میلیاردها سال، گرانش معمار کیهانی بوده است و جهان را از یک سوپ اولیه بی‌نظم پس از بیگ بنگ به شبکه پیچیده کهکشان‌هایی که امروز می‌بینیم تبدیل کرده است. اکنون، دانشمندان از ابزاری قدرتمند برای مشاهده گذشته و آزمایش تأثیرات گرانش استفاده می‌کنند. ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI) یک تلسکوپ پیشرفته است که نور میلیون‌ها کهکشانی را می‌گیرد. دانشمندان با مطالعه توزیع این کهکشان‌ها، تاریخ جهان را ردگیری می‌کنند. محققان از ابزار DESI برای نقشه‌برداری از تقریباً 6 میلیون کهکشان که در طول 11 میلیارد سال تاریخ کیهانی خوشه‌بندی شده‌اند، استفاده کردند. مطالعه جدید از همکاری DESI نشان داده است که گرانش "همانگونه که توسط نظریه اینشتین پیش‌بینی شده است" حتی در فاصله‌های کیهانی رفتار می‌کند. این نتیجه مدل استاندارد جهان را تایید و نظریه‌های جایگزین گرانش برای توضیح تسریع کیهانی را محدود می‌کند. "نسبیت عام در مقیاس سیستم‌های خورشیدی بسیار خوب آزمایش شده است، اما ما همچنین نیاز داشتیم تا بررسی کنیم که فرض ما در مقیاس‌های بسیار بزرگتر هم کار می‌کند"، گفت پولین زاروک، کیهان‌شناس در مرکز ملی پژوهش‌های علمی فرانسه. "مطالعه نرخ تشکیل کهکشان‌ها به ما اجازه می‌دهد که نظریه‌های خود را مستقیماً آزمایش کنیم و تاکنون، ما با آنچه نسبیت عام در مقیاس کیهانی پیش‌بینی می‌کند همخوانی داریم"، زاروک افزود. تحلیل اخیر بر اساس داده‌های قبلی DESI است که در ماه آوریل منتشر شده و بزرگترین نقشه سه‌بعدی جهان را ساخت و به یک تکامل ممکن انرژی تاریک اشاره کرد. نتایج آوریل بر ویژگی خاصی از خوشه‌بندی کهکشانی با نام نوسانات صوتی باریونی (BAO) متمرکز بود. نوسانات صوتی باریونی تغییراتی در چگالی ماده مرئی جهان هستند که از امواج صوتی که در جهان اولیه انتشار یافته‌اند، ایجاد شده‌اند. به‌عکس، تحلیل جدید "با شکل کامل" رویکردی گسترده‌تر دارد و نحوه توزیع کهکشان‌ها و ماده‌ها در مقیاس‌های مختلف در جهان را بررسی می‌کند. "هم نتایج BAO ما و هم تحلیل با شکل کامل شگفت‌انگیز هستند"، گفت دراگان هوتیرر، استاد در دانشگاه میشیگان و هم‌رهبری گروه DESI. "این نخستین بار است که DESI به رشد ساختار کیهانی نگاه می‌کند. ما نشان‌دهنده یک توانایی جدید فوق‌العاده برای بررسی گرانش اصلاح‌شده و بهبود محدودیت‌ها بر مدل‌های انرژی تاریک هستیم. و این فقط نوک کوه یخ است"، هوتیرر افزود. DESI قادر به گرفتن نور از ۵۰۰۰ کهکشان به‌صورت همزمان است. این ابزار بر اساس تلسکوپ ۴ متری مایال در رصدخانه ملی کیت پیک بنا شده است. در حال حاضر، در چهارمین سال از یک بررسی پنج‌ساله، DESI قصد دارد داده‌هایی از ۴۰ میلیون کهکشان و کوزار جمع‌آوری کند. یکی از بزرگترین سوالات در کیهان‌شناسی، ماهیت انرژی تاریک و ماده تاریک است. داده‌های بیشتری از DESI ممکن است بینشی به این نیروهای مرموز بدهند. "ماده تاریک حدود یک‌چهارم از جهان را تشکیل می‌دهد و انرژی تاریک نیز ۷۰ درصد دیگر را تشکیل می‌دهد، و ما واقعاً نمی‌دانیم که هیچ‌یک از آن‌ها چیست"، گفت مارک ماوس، یک دانشجوی دکترا در آزمایشگاه برکلی. "ایده اینکه می‌توانیم از جهان عکس بیندازیم و به این سوالات بنیادی بزرگ بپردازیم، حیرت‌انگیز است"، ماوس در اطلاعیه مطبوعاتی اضافه کرد.
