Mörk energi ... Vi är fortfarande inte riktigt säkra på vad det är eller varifrån det kommer. Ester Piedipalumbo, tittar närmare på ett sätt att mäta detta energiska gåte och de gör det med en av de mest intensiva källorna de kan hitta - gammastrålar.
”Vi kan bestämma avståndet för en explosion på grundval av egenskaperna för strålningen som släpps ut under gammastrålning. Med tanke på att några av dessa explosioner är relaterade till de mest avlägsna föremål i rymden som vi känner till, kan vi för första gången bedöma hastigheten på utrymme-tidsutvidgning även i de relativt tidiga perioderna efter Big Bang, " säger prof. Marek Demianski (FUW).
Vad skapade den här nya metoden? 1998 mätte astronomer energin som gavs av supernovahändelser av typ Ia och insåg att de utvisade krafterna var konsekventa. I likhet med standardljusmodellen kan denna frisättning användas för att bestämma kosmiska avstånd. Men det fanns bara ett förbehåll ... Ju mer avlägsen händelsen, desto svagare är signaturen.
Medan dessa svaga händelser inte lyste upp natten, de var lyser upp hur vetenskapen tänkte på saker. Kanske var dessa super I-supernovaer längre bort än antas ... och om detta var sant, kanske istället för att bromsa utbyggnaden av universum, kanske det påskyndades! För att sätta Universal-modellen till rättigheter behövde man införa en ny form av massenergi - mörk energi - och den behövde vara tjugo gånger mer än vad vi kunde uppfatta. ”Övernatt, mörk energi blev helt bokstavligen universumets största mysterium,” säger professor Demianski. I en modell som Einstein har lagt fram är det en egenskap hos den kosmologiska konstanten - och en annan modell antyder att accelererad expansion orsakas av något okänt skalfält. "Med andra ord är det antingen eller: antingen rymdtid expanderar av sig själv eller utvidgas av ett fysiskt skalärt fält inuti det," säger prof. Demianski.
Så vad är poängen bakom studierna? Om det är möjligt att använda en gammastrålning som en typ av standardstearinljus, kan astronomer bättre bedöma densiteten för mörk energi, vilket gör att de ytterligare kan förfina modeller. Om den förblir monofon tillhör den den kosmologiska konstanten och är en egenskap av rymd-tid. Men om accelerationen av universum tillhör ett skalfält, skulle densiteten för mörk energi variera. ”Det brukade vara ett problem. För att bedöma förändringarna i densiteten hos mörk energi omedelbart efter Big Bang måste man veta hur man mäter avståndet till mycket avlägsna föremål. Så avlägsna att även typ Ia-supernovaer som är anslutna till dem är för svaga för att observeras, säger Demianski.
Nu börjar den verkliga forskningen. Gamma-ray bursts behövde få sina energinivåer att mätas och att göra det exakt innebar att man tittade på tidigare studier som innehöll verifierade källor till avstånd, till exempel supernovaer av typ Ia. ”Vi fokuserade på dessa fall. Vi visste avståndet till galaxen och vi visste också hur mycket energi av brastet som nådde jorden. Detta gjorde det möjligt för oss att kalibrera bristen, det vill säga att beräkna den totala energin för explosionen, ”förklarar prof. Sedan var nästa steg att hitta statistiska beroenden mellan olika egenskaper hos strålningen som avges under en gammastrålning och explosionens totala energi. Sådana relationer upptäcktes. "Vi kan inte ge en fysisk förklaring till varför vissa egenskaper hos gammastrålskador är korrelerade," påpekar prof. "Men vi kan säga att om registrerad strålning har sådana och sådana egenskaper, så hade skuren en sådan och sådan energi. Detta gör att vi kan använda skur som standardljus för att mäta avstånd. "
Dr. Ester Piedipalumbo och ett team av forskare från universiteten i Warszawa och Neapel tog sedan upp klingan. Trots detta fascinerande nya koncept är verkligheten att avlägsna gammastrålexplosioner är ovanliga. Även med 95 kandidater listade i Amanti-katalogen fanns det helt enkelt inte tillräckligt med information för att fastställa mörk energi. ”Det är en besvikelse. Men det som är viktigt är det faktum att vi har i våra händer ett verktyg för att verifiera hypoteser om universums struktur. Allt vi behöver göra nu är att vänta på nästa kosmiska fyrverkeri, avslutar professor Demianski.
Låt spelen börja…
Original berättelse Källa: University of Warsaw Press Release. För vidare läsning: Kosmologiska modeller i skalartensor-teorier om tyngdkraft och observationer: en klass av allmänna lösningar.
