Mengapa Pengiraan Jirim Gelap dan Tenaga Gelap Terkini Saintis Merupakan Tawaran Besar

Pada tahun 1998, saintis terjumpa kebenaran kosmik yang mengejutkan. Bukan sahaja alam semesta berkembang, mereka sedar, tetapi ia juga nampaknya memecut seiring dengan berlalunya tahun, dipercepatkan oleh kuasa yang tidak dapat kita lihat.

Pengaruh misteri itu tidak lama lagi akan dikenali sebagai tenaga gelap, salah satu enigma terbesar dalam fizik.

Ia akan melengkapkan aspek yang sama, jika tidak lebih, mengelirukan alam semesta kita yang dipanggil jirim gelap, konsep saintis selimut. pertama kali dibuktikan pada tahun 1933 untuk menerangkan apa sahaja yang membentuk halangan seperti halo yang tersembunyi yang menghalang galaksi daripada runtuh begitu saja. (Satu lagi kuasa yang tidak dapat kita bayangkan dengan mata manusia.)

Tetapi walaupun kita tidak dapat memahami sifat yang sukar difahami jirim gelap dan tenaga gelap dengan penglihatan, kita dapat mengukurnya dengan matematik. Dan pada hari Rabu, dalam satu siri kertas kerja dalam Astrophysical Journalahli astrofizik berjaya meletakkan had yang paling tepat lagi tentang komposisi dan evolusi alam semesta kita — termasuk alam semesta gelap.

Dengan mekanisme analitik yang berkuasa digelar Pantheon+, pasukan itu mendapati kosmos terdiri daripada kira-kira dua pertiga tenaga gelap dan satu pertiga jirim, kebanyakannya dalam bentuk jirim gelap. Lebih khusus lagi, mereka mengesyaki bahawa 66.2% alam semesta menjelma sebagai tenaga gelap, manakala baki 33.8% adalah milik kedua-dua jirim gelap dan boleh dilihat.

Lebih menarik daripada hasil Pantheon+ mungkin cara ia beroperasi. Ringkasnya, pasukan itu memanfaatkan pelbagai lampu suluh kosmik yang berkuasa untuk mengintip masa lalu dan mendokumentasikan kandungan alam semesta seperti lebih daripada 10 bilion tahun yang lalu.

Dengan “lampu suluh,” saya maksudkan jenis supernova jenis 1a.

Letupan bintang ini sangat terang sehingga ia melebihi keseluruhan galaksi dan oleh itu dilihat dari jarak berbilion tahun cahaya dari Bumi. Ia seperti lampu suluh, tetapi bukannya menerangi lorong panjang, ia menerangi terowong ruang dan masa yang tidak terhingga. Malah, mereka penting untuk penemuan alam semesta gelap, membantu mendedahkan kewujudan jirim gelap pada tahun 1933 dan tenaga gelap pada tahun 1998.

Pantheon+ membawa perkara ke peringkat seterusnya. Para saintis di sebalik analisis memberi tumpuan kepada lebih daripada 1,500 supernova yang, apabila disatukan, secara kolektif menerangi kira-kira tiga perempat daripada alam semesta yang diketahui. Wah, memang.

garis masa

Garis masa alam semesta.

NASA

“Dengan gabungan set data Pantheon+ ini, kami mendapat pandangan tepat tentang alam semesta dari masa ia dikuasai oleh jirim gelap hingga alam semesta dikuasai oleh tenaga gelap,” Dillon Brout, ahli astronomi di Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian, berkata dalam satu kenyataan.

“Data data ini adalah peluang unik untuk melihat tenaga gelap dihidupkan dan memacu evolusi kosmos pada skala yang paling hebat sehingga masa kini,” kata Brout.

Ini boleh menyelesaikan beberapa perdebatan saintifik

Di sepanjang jalan, warisan Pantheon+ bersedia untuk mengatasi alam semesta yang gelap.

Sebagai bonus tambahan, alat analitik juga mengesahkan kosmos benar-benar berkembang pada kadar yang semakin pantas, dan ia menawarkan bukti yang sangat menjanjikan untuk menyokong asas pemikiran saintifik: Model Piawai Fizik Zarah.

Rangka kerja ini cukup banyak menggariskan bagaimana setiap zarah yang diketahui berkelakuan secara bebas, serta antara satu sama lain, malah berfungsi sebagai asas kepada banyak teori terkemuka mengenai alam semesta gelap sebenarnya.

05-0440-01h-hr

Imej zarah dalam Model Standard.

Fermilab

“Kami dapat meletakkan kekangan paling tepat pada dinamik dan sejarah alam semesta setakat ini,” kata Brout. “Kami telah meneliti data dan kini boleh mengatakan dengan lebih yakin berbanding sebelum ini bagaimana alam semesta telah berkembang sejak berabad-abad lamanya dan bahawa teori terbaik semasa untuk tenaga gelap dan jirim gelap tetap kukuh.”

Dalam erti kata lain, Pantheon+ mungkin memberitahu kita bahawa kita harus menyelesaikan beberapa teori ganti jirim gelap dan tenaga gelap tidak berkaitan kepada Model Standard. Teori-teori itu mungkin, baik, tidak betul.

Tambahan pula, kita juga perlu bercakap tentang akibat kegemaran peribadi saya daripada kumpulan data Pantheon+. Akhirnya, ia boleh membantu meletakkan perdebatan yang lama, agak hangat, di kalangan ahli fizik untuk berehat.

Kami akhirnya mungkin berada di jalan untuk menyahkod apa yang dikenali sebagai pemalar Hubble. Lebih kurang.

Pada asasnya, kita tahu alam semesta berkembang secara eksponen. Kita benar-benar dapat melihatnya berlaku dalam masa nyata. Tetapi saintis tidak boleh bersetuju dengan kadar tepat di mana pengembangan itu berlaku. Kunci kepada penyelesaian ialah pemalar Hubble, tetapi cara pengiraan pemalar yang berbeza nampaknya menghasilkan jawapan yang berbeza.

HubbleAbell_1.jpg

Lengkok dan coretan dalam gugusan galaksi Abell 370 mendedahkan “pelensa graviti”, herotan cahaya dari jauh, galaksi latar belakang oleh medan graviti gugusan. Kesan lensa membantu ahli astronomi mengukur taburan jirim gelap dalam gugusan galaksi.

NASA, ESA dan Pasukan ERO SM4 Hubble

Walaupun selepas menggabungkan sampel Pantheon+ dengan data daripada kerjasama saintifik yang lain, siaran akhbar Harvard menyatakan kami kini mungkin mempunyai pengukuran tempatan yang paling ketat bagi kadar pengembangan alam semesta semasa. (Kata kunci di sini ialah “tempatan.” Itu akan masuk kemudian.)

Secara ringkasnya, kerjasama itu mendapati pemalar Hubble ialah 73.4 kilometer (45.6 batu) sesaat sesaat megaparsec (km/s/Mpc) dengan kelajuan yang menakjubkan. 1.3% ketidakpastian.

“Menyatakan cara lain, untuk setiap megaparsec, atau 3.26 juta tahun cahaya, analisis menganggarkan bahawa di alam semesta berdekatan, angkasa itu sendiri berkembang pada lebih daripada 160,000 batu sejam, ” jelas pelepasan itu. Angka itu, untuk konteks, tepat pada pertengahan tahun 2001 ukuran mercu tanda 72 km/s/Mpc dan kemudiannya melaporkan 74 km/s/Mpc.

Walau bagaimanapun, ia agak jauh daripada pengukuran utama lain yang mencadangkan pemalar 69.8 km/s/Mpc.

OK, ya, masih terdapat percanggahan. Dan, sekali lagi, pemalar Pantheon+ adalah berdasarkan ukuran “tempatan”.

Oleh itu, pasukan Pantheon+ menekankan bahawa “pemerhatian daripada zaman yang sama sekali berbeza dalam sejarah alam semesta meramalkan cerita yang berbeza.” Oleh itu, dalam satu cara, mempunyai kekuatan pemalar Hubble yang berbeza bukan menyelesaikan ketegangan Hubble, tetapi meningkatkan perdebatan yang sudah penuh? Seperti yang saya katakan, ia adalah rumit.

fluks-web

Simulasi filamen jirim gelap merentasi alam semesta.

Zarija Lukic/Lawrence Berkeley National Laboratory

“Kami fikir adalah mungkin untuk mencari petunjuk kepada penyelesaian baru untuk masalah ini dalam set data kami, tetapi sebaliknya kami mendapati bahawa data kami menolak banyak pilihan ini dan bahawa percanggahan yang mendalam kekal degil seperti biasa,” kata Brout. .

Tetapi pada penghujung hari, kerana keputusan Pantheon+ sangat murni, mungkin mereka sekurang-kurangnya dapat menjelaskan di mana titik perbalahan terletak dalam perdebatan berterusan Hubble.

“Banyak teori baru-baru ini telah mula menunjuk kepada fizik baru yang eksotik di alam semesta yang sangat awal, ” kata Brout. “Walau bagaimanapun, teori yang tidak disahkan sedemikian mesti menahan proses saintifik, dan ketegangan Hubble terus menjadi cabaran utama.”

Fizik dipenuhi dengan teka-teki dan teka-teki yang kompleks dan, secara jujur, sekatan jalan lurus. Tetapi saya suka membayangkan halangan ini sebagai motivasi untuk mengekalkan bidang itu dan minda beralih. Itulah sebabnya Pantheon+’s telah diinovasikan pada mulanya.

Dan dengan mekanisme ini, kita benar-benar telah bergerak ke hadapan dalam membedah kebenaran tentang sisi gelap alam semesta kita — sekurang-kurangnya. Atau seperti yang dikatakan oleh Brout, “Pantheon+ memberi kami peluang terbaik untuk tarikh mengekang tenaga gelap, asal-usulnya dan evolusinya.”

We would love to give thanks to the writer of this short article for this incredible content

Mengapa Pengiraan Jirim Gelap dan Tenaga Gelap Terkini Saintis Merupakan Tawaran Besar


Discover our social media profiles and the other related pageshttps://paw6.info/related-pages/