انرژی تاریک جهان را وادار به انبساط می کند. این رصدخانه جدید می تواند به ما نشان دهد که چگونه
همانطور که جهان ما مانند یک حباب نابود نشدنی در همه جهات حرکت می کند – به لطف انرژی تاریک، نیرویی که کاملاً از چشم انسان پنهان است – دیلن برات یک اخترفیزیکدان است که تلاش می کند همه چیز را درک کند.
برات آرزوها برای آشکار کردن ارتباط عجیبی که بین جهان نامرئی و مرئی وجود دارد، برای درک چگونگی جریان بافت فضا-زمان، و شاید در نهایت آشکار ساختن حقیقت در مورد آنچه که باعث می‌شود کیهان هر روز سریع‌تر و سریع‌تر به بیرون حباب کند.
برای این کار، ابرنواخترها را جمع آوری می کند.
با این حال، هنگام انتخاب ابرنواخترها برای افزودن به قفسه، برات به همه آنها علاقه ندارد. این انفجارهای ستاره ای معمولا به دو انفجار اصلی تقسیم می شوند دسته بندی ها: نوع 2 و نوع 1a. برات نوع 1a را می خواهد، و استدلال او در واقع بسیار ساده است:
او به Space.com گفت: «همه یکسان نیستند، اما بسیار شبیه هم هستند.
متصل: جهان با چه سرعتی در حال انبساط است؟ داده های جدید ابرنواختر ممکن است به کشف این موضوع کمک کند
در اصل، برای حل همه این اسرار کیهانی ذکر شده، باید برخی از فواصل را در مقیاس کیهانی اندازه گیری کنید. فقط در این صورت می توانید بدانید که مثلاً چقدر و چقدر سریع انرژی تاریک به نظر می رسد مجبور است فضا گسترش دادن. محاسبه را از آنجا معکوس کنید و همچنین ممکن است چیزی در مورد ماهیت خود انرژی تاریک بیاموزید. با این حال، برای اندازه‌گیری حتی چنین فواصل بزرگ و مفاهیم دست نیافتنی، برای کشف اینکه چقدر به عقب می‌توانیم ببینیم و چقدر آن نقطه به عقب حرکت می‌کند، هنوز به چیزی اساسی مانند یک خط کش نیاز دارید.
خوشبختانه، به دلیل اینکه از نظر روشنایی و رفتار عمومی بسیار استاندارد شده اند، ابرنواخترهای نوع 1a مانند کنه ها هستند. سال نوری– صف های طولانی شیرجه به فضا. در واقع، ستاره شناسان دوست دارند به این دلیل آنها را “شمع استاندارد” بنامند. آنها چراغ های راهنما هستند تا ما را در حین کالیبره کردن معادلات و جستجوی برخی از پاسخ ها راهنمایی کنند. هر چه بیشتر داشته باشیم، بهتر است.
به دنبال کارایی و دقت، برات او را پر می کند ابرنواختر با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی که تا آنجایی که ممکن است نوع 1a را به‌شدت جستجو می‌کنند، جمع‌آوری کنید. (یک دلیل دیگر برای اینکه استانداردسازی نوع 1a مفید است. الگوریتم های متوالی سازگاری را دوست دارند.)
این بخشی از همکاری Dark Energy Survey و اوایل این ماه، این تیم اعلام کرد که الگوریتم های آنها قادر به شناسایی 1500 مورد از این نشانگرهای طبیعی درخشان – تنها در پنج سال است. این یک معامله بسیار بزرگ است. برای زمینه، برات می گوید که دانشمندان 30 سال به طور منظم برای نوع 1a (معروف به استفاده از طیف نگار قابل اعتماد) جستجو کردند تا کل 1500 موجود قبلی را بیابند. DES همان نتیجه را در حدود a به دست آورد ششم از این بازه زمانی
برات گفت: «یکی از اصلی‌ترین چیزهایی که DES را بسیار خاص کرده است این است که منطقه وسیعی از آسمان را پوشش داده است. مورد نیاز است.
اما اوضاع به طور قابل توجهی در حال افزایش است.
اگرچه DES مقدار قابل توجهی از نوع 1a تولید کرد، ابزار مرتبط با آن، دوربین انرژی تاریک، تنها 30 درجه مربع از آسمان را پوشش می داد. برات می گوید که این کسری نسبتاً کوچک است. وارد: رصدخانه روبین شوید.
یا، به طور خاص، بررسی میراث فضا و زمان، که تا حدودی با استفاده از دوربین پیشرفته LSST از سال آینده ایجاد خواهد شد.
“LSST تمام جنوب قابل مشاهده را نظارت خواهد کرد آسمان شببرات گفت. “شما از تشخیص 1500 DES به LSST خواهید رسید که میلیون ها هشدار را شناسایی می کند، و ما آن را با استفاده از یادگیری ماشینی و الگوریتم های دیگر، فیلتر خواهیم کرد تا چند 100000 ابرنواختر نوع 1a به دست آوریم.” “
یک سوال خاص در انتظار پاسخ
ویکتور کرابندام، مدیر پروژه ساخت رصدخانه گفت: خوشبختانه بار دیگر رصدخانه روبین رسماً در مسیر ساخت کامل در اواخر سال جاری است و LSST سفر خود را در اواسط قله بعدی از اجلاس شیلی آغاز خواهد کرد. دویست و چهل و سومین نشست انجمن نجوم آمریکا در ژانویه 2024. او گفت: “ما حدود 10 سال است که در مرحله ساخت و ساز واقعی هستیم.” “خورشید در حال غروب است و ما نزدیک تر می شویم.”
و در واقع، برات از قبل یک معمای خاص دارد که در انتظار حل شدن با LSST است.
با بازیابی گسترده 1500 ابرنواختر نوع 1a که در این ماه اعلام شد، برات و همکارانش به نوعی آنچه را که ما در حال حاضر در مورد آنچه “ثابت کیهانی” نامیده می شود، تایید کردند، که می توانید آن را به عنوان مقداری که انرژی تاریک نشان می دهد در معادلات تصور کنید. انبساط کیهان این شتاب کوچکی است که فیزیک معمولی نمی تواند به طور کامل توضیح دهد. این “تأیید” ممکن است در ابتدا ناامید کننده به نظر برسد، اما از برخی جهات پیشرفت بسیار خوبی است. این بدان معناست که یکی از دقیق‌ترین محاسبات مربوط به انبساط جهان به ما می‌گوید که احتمالاً در مورد هر چیزی که تاکنون در مورد انرژی تاریک می‌دانیم حق با ماست.
با این حال، شاید جالب‌تر این باشد که کار این تیم به الگوی عجیبی نیز اشاره دارد. “ما بخشی در مقاله داریم که همه کاوشگرهای انرژی تاریک موجود را ترکیب می کند، نه فقط ابرنواخترها، و آنچه می بینیم این است که بسیاری از آنها به مقدار کمی بزرگتر از “معادله حالت” انرژی تاریک اشاره می کنند که به این معنی است. این یک ثابت کیهانی نیست.”
به عبارت دیگر، به این معنی است که هیچ ارزشی برای نمایش کلی انرژی تاریک ندارد. شاید انعطاف پذیر باشد.
برات گفت: «یکی از مزایای اصلی که ما از این تجزیه و تحلیل جدید LSST دریافت می‌کنیم این است که ما ابرنواخترهای بیشتری را در جهان نزدیک به دست می‌آوریم و این به این دلیل است که بخش زیادی از آسمان را پوشش می‌دهیم. “اگر به آن فکر کنید، جهان نزدیک اینگونه است جهان که به دلیل سرعت نور، ما کهکشان ها را بسیار نزدیکتر به آنچه امروز هستند می بینیم. اگر به جهان دور نگاه کنید، جهان را زمانی می بینید که بسیار جوانتر بوده است.”
او توضیح می دهد که این مهم است، زیرا تصور می شود که تأثیر انرژی تاریک در جهان اخیر قوی ترین است. چرا؟ اینجاست که واقعا عجیب می شود.
برات گفت: “ما فکر می کنیم انرژی تاریک یک ویژگی خود فضا است.” “این چیزی است که ثابت کیهانی را که مانند انرژی فضای خالی است، تجسم می بخشد.”
بنابراین، اگر انرژی تاریک یک ویژگی فضای خالی باشد، این بدان معناست که امروزه انرژی تاریک در جهان نسبت به گذشته بیشتر است. این به این دلیل است که جهان در حال انبساط است، بنابراین “فضای” بیشتری ایجاد می کند.
برات گفت: «ما فکر می‌کنیم که با انبساط جهان نازک نمی‌شود، به این معنی که نسبت به مقدار ماده در جهان و ماده تاریک در جهان شما انرژی تاریک بیشتری دریافت می کنید.”
در این مرحله، مانند من، ممکن است از خود بپرسید: ببخشید، چی؟ من فکر کردم که کیهان محصور است؟ انرژی تاریک جدید از کجا می آید؟ این فقط نمی تواند ظاهر شود، اینطور نیست؟
برات گفت: «این سوال میلیون دلاری است. «آیا این فقط خاصیت فضاست؟ آیا این یک ویژگی اساسی جهان است؟ که با گسترش خود فضا، شما به طور طبیعی انرژی تاریک بیشتری را همراه با آن دریافت خواهید کرد؟
و برای رسیدن به نتیجه، یک دوربین چند میلیون دلاری به زودی در اختیار ما قرار خواهد گرفت.
رصدخانه طلایی برای سال 2025
چهار مرحله اصلی باقی مانده است تا برات شروع به شمارش روزها کند تا اولین چراغ LSST باشد. ابتدا تیم روبین باید چند آینه کلیدی را آماده کند. سپس خدمه باید شیشه مورد نیاز برای تلسکوپ Simonyi را – که طبق گزارش‌ها حتی بدون اجزای شیشه‌ای صحیح – تست‌ها را پشت سر گذاشته است، تهیه کنند و سپس دوربین را برای راه‌اندازی نصب کنند. در نهایت، دوربین LSST حدوداً 200 میلیون دلاری که در حال حاضر در ساحل غربی مونتاژ می شود، جایگاه خود را به دست خواهد آورد.
هنوز باید آن را از کالیفرنیا به اوج برسانید. ساز بسیار ظریفی است. کرابندام به Space.com گفت: این یک دوربین 200 میلیون دلاری – غیر قابل تعویض است.
او گفت: «این یک دوربین بزرگ است. این 3.2 گیگاپیکسل در هر صفحه کانونی است.
یک گیگاپیکسل، برای زمینه، برابر با یک میلیارد پیکسل است. یک دوربین DSLR استاندارد در مقیاس مگاپیکسل یا میلیون ها پیکسل کار می کند. برای اینکه واقعاً به این خانه برسید، در نظر بگیرید که یک میلیون ثانیه 12 دقیقه است. یک میلیارد ثانیه 31 سال است. بنابراین… تصور کنید این وضوح قدرت دوربین تمام آسمان مرئی جنوبی را اسکن می کند.
به همین دلیل است که رصدخانه ای که با حدود 500 میلیون دلار بودجه از سوی بنیاد ملی علوم و چندین 100 میلیون دلار بودجه از سوی وزارت انرژی ساخته شده است – که این رصدخانه به ویژه به تحقیقات انرژی تاریک مانند برات علاقه مند است – بسیار مورد انتظار است.
بنابراین بسیار مورد انتظار
