Nuevos resultados del instrumento espectroscópico de energía oscura (DESI) sugieren que la fuerza desconocida que acelera la expansión del universo no es lo que creíamos que era. Esto sugiere que nuestra mejor teoría de la evolución del universo, el modelo estándar de cosmología, podría estar equivocado.
El recién lanzado Desi Los datos provienen de sus primeros tres años de observaciones recopiladas como instrumento, montados en el telescopio de 4 metros de Nicholas U. Observatorio Nacional Kitt Peakcontinúa construyendo el mapa 3D más grande del universo jamás creado. Para cuando Desi complete su misión de cinco años el próximo año, el instrumento habrá medido la luz de aproximadamente 50 millones de galaxias y agujero negro-motorizado cuásaresademás de la luz de las estrellas de más de 10 millones de estrellas.
Es la capacidad de Desi capturar la luz de 5,000 galaxias simultáneamente lo que lo convierte en el instrumento ideal para realizar una encuesta lo suficientemente grande como para investigar las propiedades de energía oscura. Este nuevo análisis se centra en los datos de los primeros tres años de observaciones de DESi, que abarca casi 15 millones de las galaxias y quásar mejor medidos.
“El universo nunca deja de sorprendernos y sorprendernos”, el científico del proyecto desi Arjun Dey dijo en un comunicado. “Al revelar las texturas en evolución del tejido de nuestro universo como nunca antes, Desi y el telescopio Mayall están cambiando nuestra propia comprensión del futuro de nuestro universo y la naturaleza misma”.
Desi podría cambiar todo lo que sabemos sobre la energía oscura
La energía oscura es el nombre del marcador de posición dado a cualquier aspecto del universo que esté causando que la tela del espacio -tiempo se inflable más rápido y más rápido, lo que constantemente se separa más rápidamente.
Se cree que representa alrededor del 70% de la materia y la energía del universo. Las misteriosas “cosas” llamadas materia oscura constituye otro 25%, y el asunto ordinario que comprende estrellas, planetas, lunas, nuestros cuerpos y el gato al lado representa solo el 5%. Esencialmente, todo lo que entendemos sobre el universo, incluida toda la química y la biología, está envuelta en ese 5%!
La “mejor suposición” actual en la identidad de la energía oscura es la constante cosmológica, La energía del vacío del espacio de energía, que se hornea en el pastel llamamos el modelo estándar de cosmología o el Lambda Cold Dark Matter (LCDM) Modelo. Sin embargo, este modelo se basa en la presunción de que la energía oscura, representada por la letra griega Lambda (Λ)es constante con el tiempo.
La energía del vacío describe la densidad de partículas que entran y salen de la existencia. Mientras que “algo” aparece de “Nothing” suena loco, puedes pensar que el universo tiene una instalación de sobregiro. Los pares de partículas virtuales pueden “pedir prestado” cierta energía del cosmos para existir siempre que la devuelvan reuniéndose y aniquilándose mutuamente.
Cuando se toman de forma aislada, los hallazgos de DESi en realidad no desafían la imagen de la energía oscura desarrollada en el modelo LCDM. Es cuando los datos de DESI se comparan con otras mediciones del cosmos que los problemas con el comienzo constante cosmológico comienzan a manifestarse.
Desi está insinuando, y no por primera vezesa energía oscura no es constante pero está cambiando con el tiempo. Específicamente, este “empuje” acelerado parece estar debilitándose.
Estas medidas incluyen nuestras observaciones de una luz “fósil” que queda de un evento que ocurrió poco después El Big Bang llamado la “última dispersión”, cuando el universo se había expandido y enfriado lo suficiente como para permitir electrones para vincular con protones y forman los primeros átomos neutros.
La desaparición de los electrones libres de repente fotoneslas partículas que conforman la luz, para viajar libremente. En otras palabras, era como si una niebla universal se hubiera levantado, y el cosmos se volvió transparente. Esta primera luz se conoce como la “fondo de microondas cósmico“o” CMB “, y todavía se puede observar hoy.
Pequeñas variaciones o “arrugas” se “congelaron en” el CMB por fluctuaciones en la densidad de la materia en el universo temprano llamado Oscilaciones acústicas de Baryon (Bao). A medida que el cosmos continuó expandiéndose, también lo hicieron estas arrugas. Por lo tanto, las arrugas BAO pueden actuar como un palo de medición estándar de la expansión del universo, con su tamaño variando en diferentes momentos cósmicos. Esta variación surge como resultado de lo rápido que el universo se expandió en esos tiempos.
Por lo tanto, medir el BAO revela la fuerza de la energía oscura a lo largo de la historia del cosmos, y Desi puede hacer esto con más precisión que cualquier otro instrumento.
Los cambios en la energía oscura también se insinuaron en cuándo se compararon los datos de DESI con las observaciones de Tipo IA Supernovas, Explosiones cósmicas que ocurren cuando enano blanco Las estrellas “sobrealimentan” en una estrella complementaria. Este material robado se acumula en la superficie del remanente estelar hasta que se activa un fugitivo termonuclear.
Tipo IA Las supernovas son tan uniformes en términos de su salida de luz que los astrónomos pueden usarlas como “velas estándar“Para medir las distancias cósmicas. De hecho, las supernovas de tipo IA fueron parte integral del descubrimiento de que la expansión del universo está acelerando, el Génesis de la energía oscura, en 1998.
Estas mediciones de distancia son posibles debido a un fenómeno llamado “desplazamiento al rojo“que ocurre cuando la longitud de onda de la luz de viaje se estira a medida que cruza el universo en expansión. Cuanto más tiempo haya recorrido la luz, más extrema es el cambio hacia la larga longitud de onda” extremo rojo “del espectro electromagnético. Eso significa medir el desplazamiento del rojo de una fuente de luz muy conocida y consistente, una vela estándar, puede dar medidas de distancia.
Los datos de DESI también se pueden combinar con observaciones de un efecto llamado “lente gravitacional,“La distorsión de la luz de las galaxias distantes por objetos en primer plano de gran masa para mostrar la firma de la energía oscura evolucionada.
La evolución de la energía oscura no es lo suficientemente robusta como para ser considerado un “descubrimiento” todavía, pero diferentes combinaciones de los datos con otras observaciones están empujando este concepto hacia lo que se considera el “estándar de oro” en física para tal determinación.
Los astrónomos se preparan para sumergirse en datos de DESI
Además de presentar estos últimos resultados de energía oscura el miércoles (19 de marzo), la colaboración DESI también anunció que su versión de datos 1 (DR1) ahora está disponible para que cualquiera explore a través del National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC).
DR1 contiene información sobre 18.7 millones de objetos cósmicos, incluidos aproximadamente 4 millones de estrellas, 13.1 millones de galaxias y 1.6 millones de cuásares.
Luz Ángela García Peñaloza, Un ex miembro del equipo de DESi y un cosmólogo de la Universidad ECCI en Colombia, es solo un científico que está encantado con los nuevos resultados de DESI y el hecho de que DR1 ahora está disponible para la comunidad astronómica general. Dijo Space.com.
“También estoy muy emocionado de descubrir que Desi ha publicado información de desplazamiento al rojo de aproximadamente 19 millones de galaxias y cuásares. ¡Hemos aumentado el número de galaxias identificadas por un orden de magnitud en menos de 10 años!” Dijo García Peñaloza. “El resultado más fascinante de todos es que diferentes conjuntos de observaciones, una combinación de BAO de DESI con datos CMB de Planck, y los tres conjuntos principales de distancias de luminosidad de las supernovas de tipo IA están haciendo un caso más fuerte para un modelo de energía oscura evolucionada, descontando la constante cosmológica.
“Esto se está volviendo cada vez más consistente con otras pruebas cosmológicas independientes que parecen abrir una oportunidad para nuevas formas de explorar y estudiar la energía oscura y la expansión acelerada del universo”.
La disponibilidad de los datos DR1 significa que los astrónomos fuera de la colaboración Desi ahora pueden sumergirse en este vasto conjunto de datos recopilado entre mayo de 2021 y junio de 2022.
“Nuestros resultados son un terreno fértil para nuestros colegas teóricos mientras miran modelos nuevos y existentes, y estamos emocionados de ver qué se les ocurre”, dijo el director de DESi, Michael Levi, científico de Berkeley Lab. “Cualquiera que sea la naturaleza de la energía oscura, dará forma al futuro de nuestro universo.
“Es bastante notable que podamos mirar al cielo con nuestros telescopios e intentar responder una de las preguntas más importantes que la humanidad haya hecho”.
Mientras tanto, la colaboración Desi se está preparando para comenzar análisis adicionales del nuevo conjunto de datos para extraer aún más hallazgos a medida que Desi continúa recopilando datos durante su cuarto año de operaciones.
“Simplemente increíble”, concluyó García Peñaloza. “¡Qué momento para estar vivo y ser cosmólogo!”
Los datos de DESI se discuten en una serie de documentos disponibles. aquí.