[ad_1]

یک مطالعه جاه طلبانه جدید درباره آسمان ، جهان را در سه بعد ، با اختصاص دهها میلیون کهکشان و پیش بینی تکامل فضا در بزرگترین مقیاس ، تعریف خواهد کرد. ستاره شناسان امیدوارند که این پروژه با نام DESI برای یک ابزار طیف سنجی انرژی تاریک ، پازل انرژی تاریک را روشن کند و شاید ایده ای از ماهیت گرانش خود ارائه دهد.

در گوشه محلی ما جهان ، کهکشانها و خوشه های کهکشانی ساختارهای غالب هستند. در مقیاس حتی بزرگتر ، به نظر می رسد این دسته از کهکشانها در رشته های عظیمی که میلیون ها سال نوری را در بر گرفته اند ، با حفره های بزرگ رشته ها را از یکدیگر جدا کرده اند. ستاره شناسان به طور کامل نمی دانند که این ساختار غنی چگونه بوجود آمده است. در حین مهبانگ، حدود 13.8 میلیارد سال پیش ، تصور می شود جهان تقریباً همگن بوده است. بی نظمی ها هرچه باشد ، با جاذبه زمین تشدید می شود ، که باعث می شود ماده به هم بچسبد. نظریه بهترین جاذبه ما ، نظریه انیشتین در مورد نظریه عمومی نسبیت، هر آزمایشی را که بیش از 100 سال تحت آن قرار گرفته است ، گذرانده است. با این حال ، هرگز در فواصل وسیع کیهان شناسی که DESI کشف خواهد کرد ، آزمایش نشده است.

ریزا وکسلر ، کیهان شناس دانشگاه استنفورد و مدیر انستیتوی اخترفیزیک و کیهان شناسی ذرات کاولی گفت: “با DESI ، ما تئوری گرانش خود را در بزرگترین مقیاس ممکن آزمایش می کنیم.”

عارضه تصویر ، با این حال است انرژی تاریک، یک نیروی ضد جاذبه مرموز که به نظر می رسد کهکشان ها را از هم دور می کند. و در بالای آن وجود دارد ماده تاریک، یک ماده ناشناخته – احتمالاً ذرات عجیب و غریب ایجاد شده در اوایل جهان – که تاکنون از شناسایی مستقیم جلوگیری کرده است ، اما اثرات گرانشی آن نشان می دهد که حدود 85 درصد ماده جهان را تشکیل می دهد. برای درک تاریخ کیهانی ، دانشمندان باید جاذبه جاذبه را از رانش انرژی تاریک و همچنین جاذبه اضافی ماده تاریک را کشف کنند. داده های DESI ، که نشان خواهد داد “تجمع” گرانشی در طول زمان با جزئیات بیشتر از هر زمان دیگر ، به محققان کمک می کند تا این تأثیرات رقابتی را تحریک کنند.

در حالی که DESI جدید است ، تلسکوپی که روی آن نصب شده نیست: این دستگاه نور جمع آوری شده توسط تلسکوپ چهار متری Mayall را در رصدخانه ملی کیت پیک نزدیک توسان ، آریزونا. DESI نه تنها نور کهکشان ، بلکه طیف آن را نیز ضبط می کند ، اندازه گیری میزان نور یک جسم در طول موج های خاص. با گسترش جهان ، به نظر می رسد کهکشانهای دوردست از ما دور می شوند. این به نوبه خود باعث کشیده شدن نور آنها می شود و باعث می شود که طیف کهکشان قرمزتر از ساکن باشد – اخترشناسان این را “انتقال قرمز” می نامند. و از آنجا که بین فاصله و انتقال قرمز رابطه وجود دارد – هرچه کهکشان دورتر باشد ، انتقال قرمز نیز بیشتر است – داده های طیفی به ستاره شناسان این امکان را می دهد تا درک کنند که هر کهکشان چقدر فاصله دارد. و با در دست داشتن این شکل ها ، آنها می توانند جهان را به صورت سه بعدی ترسیم کنند.

دو قسمت اصلی فناوری ، DESI را به بهترین سرقت کهکشان ها تبدیل کرده است. یکی لنزهای مخصوص ، اندازه گیری حدود یک متر است. در جلوی آینه اصلی مایال واقع شده و میدان دید تلسکوپ را به بیش از سه درجه – تقریبا شش برابر عرض آشکار ماه کره زمین – گسترش می دهد. (میدان دید معمولی تلسکوپ های معمولی کمتر از یک درجه است.) هرچه میدان دید گسترده تر باشد ، تعداد کهکشان هایی که به طور همزمان می توانند مطالعه شوند بیشتر است. پس از عبور از این لنز ، نور ورودی به آرایه ای از 5000 فیبر نوری سقوط می کند که نور را از هر کهکشان به مجموعه ای از طیف سنج ها هدایت می کند که میزان تابش هر کهکشان در طول موج های مختلف را اندازه گیری می کند. از آنجا که DESI می تواند به داده های مطالعات قبلی دسترسی پیدا کند که مختصات هر کهکشان را می دهد ، می توان فیبر نوری را به گونه ای قرار داد که با نور یک کهکشان خاص “تراز” شود. در اینجا کلید دوم آغاز می شود – اتوماسیون: هر زمان که تلسکوپ به موقعیت جدیدی در آسمان هدایت می شود ، بعضی از آنها 5000 ربات مینیاتوری به سرعت آرایه ای از فیبرهای نوری را مجدداً هدایت می کنیم تا با کهکشان ها در میدان دید جدید مطابقت داشته باشند.

طبق گفته دانشمندی از پروژه DESI ، این سطح اتوماسیون بازی را تغییر می دهد دیوید شلگل از آزمایشگاه ملی لارنس برکلی ، که پروژه را رهبری می کند. “هنگامی که دانشجو بودم ، در یکی از آن مطالعات تغییر سرخ شرکت می کردم – شب بعد از شب به تلسکوپ می رفتی. ما می توانیم تلسکوپ را به سمت کهکشان نشان دهیم. حدود 30 تا 60 دقیقه طول کشید تا انتقال قرمز کهکشان اندازه گیری شود. سپس به کهکشان دیگری اشاره کنید. و در مدت پنج سال می توانیم این نقشه های عظیم از 3000 کهکشان را بسازیم. آنها شگفت انگیز بودند اکنون می توانیم این کار را در عرض ده دقیقه انجام دهیم. “

لنز DESI

یکی از لنزهای اندازه متر که نور تلسکوپ Mayall را برای استفاده با DESI متمرکز می کند ، تصویری که در سال 2017 تکمیل شده است. این لنزها از بزرگترین و دقیق ترین لنزهای نصب شده بر روی هر تلسکوپ هستند.

(با مجوز از Viavi Solutions، Inc.)

قبل از رفتن به وصله بعدی ، DESI حدود 15 تا 20 دقیقه به قسمت خاصی از آسمان هدایت خواهد شد. هر بار که تلسکوپ حرکت می کند ، ارتش کوچک روبات ها ، همانطور که شلگل دوست دارد آنها را صدا کند ، حدود یک دقیقه طول می کشد تا حرکت کند. “این شاید سرگرم کننده ترین قسمت ساز بود. همه مهندسان ما می خواستند روی این موضوع کار کنند. – کار ارتش؟ داریم می آییم “”

پیش بینی می شود که این مطالعه پنج سال به طول انجامد و ده برابر بیشتر از عمیق ترین مطالعه قبلی ، کهکشان دیجیتال اسلون اسلوان (Sloan Digital Sky Survey) ، که از سال 2000 شروع به جمع آوری داده ها کرد ، کهکشان ها را تعریف کند.

یک مسئله اصلی شامل نقشی است که انرژی تاریک در تاریخ فضا بازی کرده است. هنگامی که جهان بسیار جوان بود ، تصور می شود که گرانش بر انرژی تاریک غالب است. اما وقتی جهان به حدود نیمی از سن فعلی خود رسید ، انرژی تاریک شروع به “تسخیر” کرد. از آن زمان ، افزایش انرژی تاریک نسبت به جاذبه زمین پیروز شده است ، که باعث می شود جهان نه تنها گسترش یابد بلکه سرعت بگیرد. برای فهمیدن دلیل وقوع سوئیچ ، محققان باید ایده ای از انرژی تاریک واقعاً داشته باشند. یک فرض این است که این به سادگی یک ویژگی از فضا است – آنچه انیشتین آن را “ثابت کیهان شناسی” می نامد. اگر این چنین باشد ، با رشد جهان ، گرانش که با افزایش فاصله ضعیف می شود ، نقش کمتری را ایفا می کند و اجازه می دهد انرژی تاریک غالب شود.

اما فیزیکدانان تلاش می کنند ذهنیت باز داشته باشند. انرژی تاریک می تواند ثابت کیهانی باشد که انیشتین توصیف کرده است – یا می تواند چیزی عجیب تر باشد. کایل داوسون ، یک ستاره شناس از دانشگاه یوتا و سخنگوی DESI گفت ، اگر چنین بود ، “این یک کشف جدید هیجان انگیز خواهد بود.” او تعجب می کند که آیا انرژی تاریک می تواند به “نوع جدیدی از میدان ، فعل و انفعال جدید ، شاید تغییر در روش کار گرانش” اشاره کند؟

انرژی تاریک ممکن است هرچه باشد ، داده های DESI ، که روشن ترین تصویر را از چگونگی شکل گیری ساختار در جهان اولیه به ما ارائه می دهد ، احتمالاً نقشی اساسی در هدایت دانشمندان برای پاسخ دارد.

همانطور که نور با سرعت بسیار زیاد حرکت می کند ، DESI مانند همه تحقیقات تلسکوپی ، نه تنها به فضا بلکه به گذشته نیز نگاه می کند. به عنوان مثال ، از آنجا که کهکشان آندرومدا دو میلیون سال نوری با ما فاصله دارد ، دانشمندان آن را مانند دو میلیون سال پیش می بینند. این ابزار به ستاره شناسان این امکان را می دهد تا از سالهای دور نگاه کنند و ببینند که جهان فقط چند میلیارد سال پس از انفجار بزرگ چه شکلی است. همانطور که جهان اولیه همگن بود ، کیهان شناسان می دانند که آن کاملا صاف نبود. شواهد این امر را می توان در “موج دار” های کوچک تابش باقی مانده از آن دوران موسوم به تابش زمینه کیهانی مشاهده کرد که می تواند با تلسکوپ های رادیویی بررسی شود. این امواج ممکن است در نخستین لحظات جهان منشأ گرفته باشند ، زمانی که به جای مکان و زمان ، مقداری کف اولیه کوانتومی وجود دارد. درون این کف ، ذرات زیر اتمی ممکن است مانند وجود حباب هایی که در یک گلدان آب در حال جوشیدن ظاهر و ناپدید می شوند ، در داخل و خارج از آن وجود داشته باشند.

“آن زمان ما مورد توجه قرار گرفتیم [ripples] وقتی که جهان کسری از ثانیه قدیمی بود ، نوسانات کوانتومی بود. ” “ساخت این نقشه ها در مقیاس بسیار وسیع ، آنچه که در واقع می بینیم اثرات این نوسانات کوانتومی از اوایل جهان است.”

همانطور که بلوط رشد می کند و به بلوط قدرتمند تبدیل می شود ، این نوسانات کوانتومی – برای میلیاردها سال – به بزرگترین ساختارهای جهان تبدیل شده اند. شلگل فکر می کند: “سوالی که ما می خواهیم بپرسیم این است که چگونه همه چیز شروع شد؟ در واقع چه چیزی جهان را تشکیل می دهد؟ “



[ad_2]

منبع: khabar-top.ir