นักดาราศาสตร์ใช้เครื่องมือสเปกโทรสโกปีพลังงานมืด(DESI) ซึ่งเป็นเครื่องมือล้ำสมัยที่ติดตั้งอยู่บนกล้องโทรทรรศน์ Nicholas U. Mayall ขนาด 4 เมตรของ NSF ที่หอดูดาวแห่งชาติ Kitt Peak ได้ระบุแผนที่ว่ากาแลคซีเกือบ 6 ล้านกระจุกตัวตลอดประวัติศาสตร์จักรวาล 11 พันล้านปี ผลลัพธ์ที่ได้ถือเป็นการทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ที่เข้มงวดที่สุดครั้งหนึ่ง
ความประทับใจของศิลปินคนนี้แสดงให้เห็นวิวัฒนาการของจักรวาลโดยเริ่มจากบิ๊กแบงทางด้านซ้าย ตามด้วยการปรากฏตัวของพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิก การก่อตัวของดาวฤกษ์ดวงแรกยุติยุคมืดของจักรวาล ตามมาด้วยการก่อตัวของกาแลคซี เครดิตรูปภาพ: M. Weiss / ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียน
“ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้รับการทดสอบอย่างดีในระดับของระบบสุริยะ แต่เราจำเป็นต้องทดสอบด้วยว่าสมมติฐานของเราได้ผลในระดับที่ใหญ่กว่ามาก” ดร. Pauline Zarrouk นักจักรวาลวิทยาจาก CNRS และห้องปฏิบัติการนิวเคลียร์และพลังงานสูง กล่าว ฟิสิกส์.
“การศึกษาอัตรากาแล็กซีก่อตัวช่วยให้เราทดสอบทฤษฎีของเราได้โดยตรง และจนถึงตอนนี้ เราก็กำลังสอดคล้องกับสิ่งที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายในระดับจักรวาลวิทยา”
ในการศึกษาใหม่ ดร. ซาร์รุกและเพื่อนร่วมงานพบว่าแรงโน้มถ่วงมีพฤติกรรมตามที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ทำนายไว้
ผลลัพธ์ที่ได้ตรวจสอบแบบจำลองชั้นนำของจักรวาลของเราและจำกัดทฤษฎีที่เป็นไปได้เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงดัดแปลง ซึ่งได้รับการเสนอเป็นทางเลือกในการอธิบายการสังเกตที่ไม่คาดคิด เช่น การขยายตัวด้วยความเร่งของเอกภพของเราซึ่งโดยทั่วไปมีสาเหตุมาจากพลังงานมืด
การวิเคราะห์ที่ซับซ้อนใช้กาแลคซีและควาซาร์เกือบหกล้านแห่ง และช่วยให้นักวิจัยมองเห็นอดีตได้ถึง 11 พันล้านปี
ผลลัพธ์ของวันนี้เป็นการวิเคราะห์เพิ่มเติมของข้อมูลในปีแรกของ DESI ซึ่งทำในเดือนเมษายนและเผยให้เห็นคำใบ้ว่าพลังงานมืดอาจมีการพัฒนาไปตามกาลเวลา
ผลการวิจัยในเดือนเมษายนพิจารณาคุณลักษณะเฉพาะของกระจุกดาราจักรที่เรียกว่าแบริออนอะคูสติกออสซิลเลชัน (BAO)
การวิเคราะห์ใหม่ขยายขอบเขตโดยการวัดว่ากาแลคซีและสสารมีการกระจายตัวในระดับต่างๆ กันทั่วอวกาศอย่างไร
การศึกษายังช่วยปรับปรุงข้อจำกัดในเรื่องมวลของนิวตริโน ซึ่งเป็นอนุภาคพื้นฐานชนิดเดียวที่มวลยังไม่ได้รับการวัดอย่างแม่นยำ
นิวตริโนมีอิทธิพลต่อรูปแบบการรวมกลุ่มของกาแลคซีเพียงเล็กน้อย แต่สามารถวัดได้ด้วยคุณภาพของข้อมูล DESI
ข้อจำกัดของ DESI เป็นข้อจำกัดที่เข้มงวดที่สุดในปัจจุบัน โดยเสริมข้อจำกัดจากการตรวจวัดในห้องปฏิบัติการ
การศึกษานี้ต้องใช้เวลาหลายเดือนในการทำงานเพิ่มเติมและการตรวจสอบข้าม เช่นเดียวกับการศึกษาก่อนหน้านี้ ใช้เทคนิคในการซ่อนผลลัพธ์จากนักวิทยาศาสตร์จนถึงที่สุด ซึ่งช่วยลดอคติที่เกิดขึ้นโดยไม่รู้ตัว
“งานวิจัยนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการสำคัญของการทดลอง DESI เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับแง่มุมพื้นฐานของจักรวาลของเราในวงกว้าง เช่น การกระจายสสารและพฤติกรรมของพลังงานมืด รวมถึงลักษณะพื้นฐานของอนุภาค” กล่าว ดร. สเตฟานี จูโน นักดาราศาสตร์จาก NOIRLab ของ NSF และเป็นสมาชิกของ DESI Collaboration
“ด้วยการเปรียบเทียบวิวัฒนาการของการกระจายสสารในจักรวาลกับการคาดการณ์ที่มีอยู่ รวมถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์และทฤษฎีที่แข่งขันกัน เรากำลังกระชับความเป็นไปได้ของแบบจำลองแรงโน้มถ่วงของเราให้แน่นยิ่งขึ้น”
“สสารมืดประกอบด้วยประมาณหนึ่งในสี่ของจักรวาล และพลังงานมืดมีอีก 70% และเราไม่รู้จริงๆ ว่าสิ่งใดสิ่งหนึ่งคืออะไร” Mark Maus ปริญญาเอก กล่าว นักศึกษาที่ Berkeley Lab และ University of California, Berkeley
“ความคิดที่ว่าเราสามารถถ่ายภาพจักรวาลและจัดการกับคำถามพื้นฐานสำคัญๆ เหล่านี้ได้นั้นน่าทึ่งมาก”
DESI Collaboration แบ่งปันผลงานของพวกเขาในวันนี้ที่เอกสารหลายฉบับที่arXiv.org-
