أصدر العلماء أفضل خريطة للمادة المظلمة على الإطلاق

قبة تلسكوب حمراء تحت سماء مظلمة ، مع قوس مجرة ​​درب التبانة في الأعلى.

وقبة تلسكوب فيكتور إم بلانكو في تشيلي حيث العملاقكاميرا الطاقة المظلمةحصلت على الصور المستخدمة لإنشاء خريطة المادة المظلمة الجديدة. الصورة عبر ريدار هان /فيرميلاب.

خريطة جديدة للمادة المظلمة

المادة المظلمةهي مادة غامضة غير مرئية تشكل معظم المادة في كوننا. لا يمكننا رؤيته ، لكن العلماء تمكنوا من ذلكالمخاطروجود المادة المظلمة ودراستها. الآن ، أنتج العلماء خريطة المادة المظلمة الأكثر تفصيلاً على الإطلاق ، والتي تُظهر توزيع المادة المظلمة ، كما يُرى من حوالي ربع سماء الليل المرئية من نصف الكرة الجنوبي للأرض. العلماء جزء منمسح الطاقة المظلمة، وهو تعاون يضم أكثر من 400 عالم من 25 مؤسسة في سبعة بلدان. استعملواالذكاء الاصطناعي، أوالى اللتحليل صور 226 مليون مجرة ​​في السماء الجنوبية.

تصور الخريطة كل المادة المظلمة المكتشفة في مقدمة تلك المجرات.

تساعد الخريطة الجديدة في تأكيد بعض التنبؤات لما يسميه علماء الفلكالنموذج الكوني القياسي، أبسط نموذج حتى الآن يشرح ما لوحظ في كوننا. لكن لم تكن كل النتائج متوقعة. والمثير للدهشة أن هناك تلميحات تشير إلى وجود الكونأكثر سلاسةمما كان متوقعا.

أعلن هؤلاء العلماء الخريطة الجديدةعبر فيرميلابفي 27 مايو 2021. كانت النتائج العلميةنشرت27 مايو فيمراجعة الأقران الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. هناك الان26 ورقة منشورةمن مسح الطاقة المظلمة ، من المتوقع أن تصل إلى 30 ورقة مترابطة بنهاية المشروع.

ما هي المادة المظلمة؟

يبدو وجود المادة المظلمة غامضًا وغريبًا ... وهكذا هو كذلك. في الأساس ، المادة المظلمة هي مادة لا يمكننا رؤيتها بالعين المجردة. لا ينبعث منه أو يعكس أو يمتص الضوء أو أي نوع آخر منالاشعاع الكهرومغناطيسيمثل الأشعة السينية أو موجات الراديو. يعرف الفلكيون وجوده هناك لأنهم يرون آثاره على المناطق المحيطة به. على سبيل المثال ، 'يرون' المادة المظلمة في المجرات التي تبقى متجمعة معًا أو المجرات داخل العناقيد التي تتحرك أسرع من المتوقع. في كلا المثالين ، يمكن قياس تأثيرات الجاذبية للمادة المظلمة ، على الرغم من عدم إمكانية رؤية المادة المظلمة نفسها.

وأوضح فيرميلاب:



تشكل المادة العادية حوالي 5٪ فقط من الكون. الطاقة المظلمة ، التي يفترض علماء الكونيات أنها تدفع التمدد المتسارع للكون من خلال مقاومة قوة الجاذبية ، تمثل حوالي 70٪. آخر 25٪ هي المادة المظلمة ، التي يربط تأثيرها الثقالي بين المجرات.

كيف درس هؤلاء الفلكيون المادة المظلمة؟

أظهر تحليل العلماء لصور السماء الجنوبية موقع وتوزيع المجرات في ذلك الجزء من السماء. نظرًا لأن المادة المظلمة والمجرات يسيران جنبًا إلى جنب ، فإن ترتيب المجرات يظهر لعلماء الفلك حيث توجد أكبر تركيزات للمادة المظلمة.

أيضًا ، تمامًا مثل المادة العادية ، يمكن للمادة المظلمة أن تنحنيوقت فراغ. في مسح الطاقة المظلمة ، وجد العلماء المادة المظلمة من خلال النظر إلى الضوء القادم من المجرات البعيدة. في كثير من الأحيان ، كان يُنظر إلى هذا الضوء على أنه مشوه أو منحنيأكثرمما يمكن أن تمثله المقدمة. هذا يعني أنه يجب أن يكون هناك مادة غير مرئية تقطع مسار الضوء أثناء تحركه نحونا. هاهو. المادة المظلمة.

صور مسح الطاقة المظلمة السماء ليلاً باستخدام 570 ميجابكسلكاميرا الطاقة المظلمةعلى التلسكوب فيكتور إم بلانكو بطول 4 أمتارفي مرصد سيرو تولولو للبلدان الأمريكية في شيلي. تم تصميم هذه الكاميرا خصيصًا لـ Dark Energy Survey ، وهي واحدة من أقوى الكاميرات الرقمية في العالم ، هؤلاء علماء الفلكقالت.

على مدار ست سنوات ، قام مسح الطاقة المظلمة بمسح 5000 متر مربعدرجاتمن السماء ، ما يقرب من 1/8 من السماء بأكملها ، عبر 758 ​​ليلة من المراقبة. قاموا بفهرسة مئات الملايين من الأشياء. استندت النتائج التي تم الإعلان عنها في 27 مايو إلى بيانات من السنوات الثلاث الأولى للمشروع - تمت ملاحظة 226 مليون مجرة ​​على مدار 345 ليلة - والتي قال الفريق إنها تسمح لهم بإنشائها:

... الخرائط الأكبر والأكثر دقة حتى الآن لتوزيع المجرات في الكون في العصور الحديثة نسبيًا.

منظر من داخل قبة تلسكوب تظهر كاميرا كبيرة مثبتة على تلسكوب.

صوّر مسح الطاقة المظلمة السماء ليلاً باستخدام كاميرا الطاقة المظلمة بدقة 570 ميجابكسل على تلسكوب فيكتور إم بلانكو بطول 4 أمتار في مرصد سيرو تولولو الدولي في تشيلي ، وهو برنامج تابع لمؤسسة العلوم الوطنية NOIRLab. اقرأ المزيد عنكاميرا الطاقة المظلمة. الصورة عبر ريدار هان /فيرميلاب.

هيكل يشبه الويب

مؤلف رئيسي في مسح الطاقة المظلمةنيال جيفريفي جامعة كوليدج لندنقالتتُظهر الخريطة الجديدة البنية 'الشبيهة بالويب' لكوننا ، والتي تم الكشف عنها في العديد من الدراسات السابقة. هو قال:

معظم المادة في الكون هي مادة مظلمة. إنه لأمر مدهش حقًا الحصول على لمحة عن هذه الهياكل الشاسعة المخفية عبر جزء كبير من سماء الليل.

في خريطتنا ، التي تُظهر المادة المظلمة بشكل أساسي ، نرى نمطًا مشابهًا كما نفعل مع المادة المرئية فقط ، وهي بنية شبيهة بالويب مع كتل كثيفة من المادة مفصولة بفراغات فارغة كبيرة. يمكن أن تساعدنا مراقبة هذه الهياكل ذات الحجم الكوني في الإجابة عن الأسئلة الأساسية حول الكون.

يوضح مقطع الفيديو أدناه الذي تبلغ مدته 7 دقائق المزيد حول Dark Energy Survey ونتائجه:

معالجة الأسئلة الكبيرة

كانت هناك تلميحات في العمل الجديد أن كوننا هو نسبة قليلةأكثر سلاسةمما كان يعتقد سابقا. هذه نتيجة مفاجئة. لا يتماشى مع توقعاتالنسبية العامة لأينشتاين، مما يشير إلى أن المادة المظلمة يجب أن تكون أكثر تكتلًا وأقل توزيعًا بشكل متجانس. في إحدى الأوراق الثلاثين التي تم إصدارها ، كتب المؤلفون ما يلي:

... على الرغم من أن الدليل ليس نهائيًا بأي حال من الأحوال ، فقد بدأنا نرى تلميحات عن فيزياء جديدة.

نيال جيفريقال مجلة التكنولوجيا:

… هذا من شأنه أن يتوافق مع احتمال تغيير قوانين الجاذبية كما وصفها أينشتاين.

وسيكون ذلك شيئًا! الكل في الكل ، مسح الطاقة المظلمةيقولعن نفسه أنه:

... يعالج أسئلة كبيرة حول كوننا: مما يتكون؟ كيف يتم توزيع المادة؟ كيف تطور الكون؟ وما الأدوار التي تلعبها المادة المظلمة والطاقة المظلمة؟

يعالج Dark Energy Survey هذه الألغاز من خلال تصوير المجرات القريبة من المنزل وعلى بعد مليارات السنين الضوئية.

خريطة المادة المظلمة مع المجرات والنجوم في شكل بيضاوي.

عرض أكبر. | تُظهر خريطة المادة المظلمة الجديدة - التي صدرت في ربيع عام 2021 - توزيع المادة المظلمة بين 226 مليون مجرة ​​في سماء نصف الكرة الجنوبي. صورة عبر N. Jeffrey / Dark Energy Survey /طبيعة سجية.

خلاصة القول: استخدم علماء الفلك في مسح الطاقة المظلمة الذكاء الاصطناعي لإنشاء أكبر خريطة للمادة المظلمة على الإطلاق.

المصدر: نتائج مسح الطاقة المظلمة للعام الثالث - إعادة بناء الخريطة الجماعية ذات العدسة الضعيفة في السماء المنحنية

عبر FermiLab