Темна енергія та 11 мільярдів років історії Всесвіту
Телескоп в Аризоні проводить наймасштабніші спостереження галактик.

Астрономи починають найамбітніший проект з картографування галактик. Наступні п’ять років вони будуть використовувати телескоп в штаті Аризона, який обладнаний сотнями невеликих роботизованих маніпуляторів. Вчені хочуть виловити спектральне світло 35 мільйонів галактик то відновити 11 мільярдів років історії Всесвіту. Проте головною метою постає глибше вивчення природи темної енергії. Це – загадкова сила, що все більше прискорює розширення Всесвіту.
Перше зображення з Спектроскопічного приладу темної матерії (DESI, Dark Energy Spectroscopic Instrument)планують отримати вже у вересні. Після введення в експлуатацію, він оглядатиме небо північної півкулі, використовуючи 4-х метровий телескоп імені Н. Мейолла, що знаходиться на території Національної обсерваторії Кітт-Пік, недалеко від міста Тусон, Аризона. Початок повноцінної роботи очікується вже в січні 2020. Близько 70% фінансування до бюджету DESI(75 міл $) надійшло від Міністерства енергетики США, також значні інвестиції надало Сполучене Королівство та Франція.
DESI – перший, новий експеримент з дослідження історії розширення Всесвіту. Перші переконливі докази існування темної енергії були оприлюдненні у 1988 і нарешті у 2020-х ми зможемо отримати новий сет даних від земних та орбітальних апаратів.
Запропоноване дослідження зможе реконструювати 11 мільярдів років космічної історії. Це може дати відповідь на головну загадку темної енергії: це – однорідна сила розподілена в космосі та часі чи сили що виникла вже з розвитком Всесвіту?
Під час спостережень науковці шукатимуть явища, що залишились від молодого Всесвіту, а саме: баріонні акустичні збурення (BAOs, baryon acoustic oscillations). Це – збурення на тлі матерії, які наче кола по воді, залишають сферичні сліди в просторі, в місцях скупчення галактик. Найбільше галактик знаходиться в центрі (суперкластері) та на краях скупчень, а між ним гігантські порожні зони.
Первісний візерунок
Суперкластери формувались в областях де темна матерія концентрується під силою власної гравітації. Вона брали участь у формуванні надвеликих структур.
Первісний візерунок кластеру галактик залишився незмінним протягом мільйона років після Великого вибуху. З тим як розширювався Всесвіт, збільшувалась і BAOs. Зараз вони займають простір у 320 магапарсеків в ширину (1 мільярд світлових років). Космологи використовують цю відстань, як лінійку. Вони відстежують розмір BAOs протягом часу та відновлюють історію того, як розширювався сам Всесвіт.
«Візерунок на мапі майже незмінний, змінюється масштаб», — говорить Даніель Ейзенштайн, фізик Гарвардського університету в Кембриджі та представник команди DESI.
Відстеження BAOs потребує створення мапи з виміром червоного зміщення – розтягування довжини електромагнітної хвилі в спектральному діапазоні. Це зміщення показує наскільки далеко знаходиться галактика та як швидко віддаляється від Чумацького Шляху.
Чим більше вимірів червоного зміщення, тим точніше відслідковується BAOs. Ейзенштайн та інші дослідники вже виявляли конкретні BAOs сигнатури в своїх попередніх спостереженнях, наприклад: Спостереження за баріонними акустичними збуреннями (BOSS), 2014 рік США та Біполярне дослідження Всесвіту в червоному спектрі, яке завершилось у 2002 році, Австралія. Ці спостереження картографували понад 2,4 мільярдів галактик.
DESI відстежить більше галактик ніж будь-коли до цього. «За кілька місяців ми перегнали всі спостереження BOSS», — розповідає Мітчел Леві, директор DESI та фізик Національної лабораторії імені Лоуренса у місті Берклі, штат Каліфорнія.
Роботизований апгрейд
Команда DESI змогла так прискоритись завдяки кардинальній зміні моделі спостереження. Дослідження типу BOSS використовували оптичні волокна, які були розміщені в отворах на металевих пластинах. Ці пристрої захоплювали світло від кожної галактики та передавали його на окремий спектрограф для вимірювання червоного зміщення. Проте ці пластини треба було міняти кожен раз коли проводили спостереження неба. Це була повільна та громістка робота.
В DESI значно прискорений цей процес завдяки 5000 мікроскопічних маніпуляторів, які розміщені на манер сот в вуликах. Коли зображення галактик (кожне приблизно 100 мікрон в ширину) розміщено на фокусній відстані телескопа, роботизований маніпулятор швидко підставляє оптичне волокно в центр кожного зображення. «Ми досягли точності маніпуляторів у 10 міклон», — пояснює Джозеф Зілбер, інженер механік Національної лабораторії імені Лоуренса. Саме він керував розробкою та впровадженням роботизовано системи.
В той час як в експерименті BOSS замінювали зазвичай 5 пластинок за ніч, DESI може проаналізувати цілу область неба за декілька хвилин. Головним обмеженням тут постає кількість світла, яку дослідники хочуть отримати з одної експозиції. В залежності від сезону та погоди DESI може виконувати від 30 і більше експозицій за ніч, кожна з тисячами зображень.
Декілька інших астрономічних досліджень вже використовували роботизоване позиціювання раніше, серед них: Великий багатоцільовий спектроскопічний телескоп, що знаходиться в провінції Хєбєй, Китай. Проте Зілбер впевнений: «DESI – точно найбільший найбільший експеримент такого класу».
На додачу до вивчення темної енергії, DESI досліджуватиме роль темної матерії в розмірі галактик, вимірюючи переміщення їх кластерів. Про це розповідає представник команди DESI Наталі Паланк–Делабруй, космолог Комісії альтернативної та атомної енергії Франції, що знаходить в Дослідницькому центрі Сакле в передмісті Парижу. За її словами: «це – чудова перевірка сучасних моделей того, як темна матерія впливає на формування надвеликих структур». Вона впевнена, що це дослідження надасть альтернативи до існуючої доопрацьованої загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна.
Nature 572, 295-296 (2019)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-019-02424-8
Посилання на оригінальний текст: https://www.nature.com/articles/d41586-019-02424-8
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Даже для этого экспериментального двигателя тяга известна и указана, расход горючего тоже известен (исследователям), удельный импульс посчитать…
Да пофиг на массу, хотя бы удельный импульс бы сказали. Хотя, боюсь, он совсем не хорош, иначе…
Я так розумію що тестується сама технологія (камера згоряння, сопло) а самого двигуна ще не існує навіть…
Було б ще дуже добре побачити порівняння питомого імпульсу і мас двигунів
В статье говорится о гелиопаузе, как границе.
Да, но они появились позже. В этом речь.
Ну если искать убийцу Теслы, то там успехов у конкурентов побольше.
Вояджеры ещё несколько десятков тысяч лет будут бороздить облако Оорта, так что говорить, что они уже покинули…
Речь была про смех и убийц. Они начали раньше появляться у Спейсов, чем у Теслы.
Смотря чем мерять успех. Капитализация, например, у Теслы намного выше.
В целом, статья не соответствует заголовку. Большой упор на много движков на 1-ю ступень. Тема про то,…
На формирование 1го депо ушло 6 недель, содержит 10 трубочек с образцами грунта, атмосферы и специальный образец…
>История Спейсов похожа на историю Эпл или Теслы — 20 лет назад все смеялись, а сегодня все…
>Perigee Blue Whale 1 (полная масса лишь 2,2 т) Я не сильно в теме, но быстрый поиск…
https://www.universetoday.com/159756/physicist-encourages-continuing-to-search-for-life-in-venus-atmosphere/
Есть исключения, например, Лёрнеру зафиксировали рейтинг. Посмертно. Думаю, что для живущих - это приемлемо, что их рейтинг…
"Я представление имею, это как делается." Но раз существуют сомнения, никогда этим не занимались. На земле можно…
С того, что количественно рождаемость падает. Население приведенных стран растет не из-за того что люди в них…
Для порівняння, добре було б побачити такі ж цифри для серійного всім відомого двигуна. Того, що на…
Интересно, какая часть стенда на фотографии собственно двигатель, а какая - стендовое оборудование. Потому что выглядит это…
Мне кажется, что лучше не опускать другие ракеты, которые не идут в сторону выбранного тренда: Вулкан и…
десь є опис принципу роботи пристрою? Бо я не уявляю з назви, що то воно таке
>насколько я знаю если на сайте не проявлять активность, то рейтинг начинает падать Это что-же получается --…
История повторяется. История Спейсов похожа на историю Эпл или Теслы - 20 лет назад все смеялись, а…
Син Зипину нужно легализовать свой полуфашистский тоталитарный режим. Поэтому ему нужна картинка "международного сотрудничества". Приглашать будут всех…