Iratkozzon fel hírlevelünkre 
A DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) az univerzum történetének 11 milliárd évéből csaknem 6 millió galaxis elhelyezkedését térképezte fel. Az eredmények ezen a kozmikus méretskálán is alátámasztják az einsteini általános relativitáselmélet jóslatait.
Világegyetemünket a gravitáció alakította olyanná, amilyen. A gravitáció vonzó hatása a korai univerzum anyagának parányi egyenetlenségeit a ma látható galaxisok kusza halmazaivá formálta. A Sötétenergia Spektroszkópiás Műszer (Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI) adatait felhasználó új kutatás nyomon követte, miként fejlődött ez a kozmikus léptékű szerveződés az elmúlt 11 milliárd év során, s ezzel a gravitáció elméletének eddigi legpontosabb igazolását szolgáltatja kozmikus méretskálán. A DESI a világ több mint 70 kutatóintézetéhez tartozó mintegy 900 tudós nemzetközi kollaborációja keretében működik, és az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának laboratóriuma, a Lawrence Berkeley National Laboratory üzemelteti. A most megjelent új tanulmányban a DESI kutatói igazolták, hogy a gravitáció pontosan az einsteini általános relativitáselmélet jóslatainak megfelelően viselkedik. Az eredmény alátámasztja a világegyetemről alkotott vezető fizikai modellt, és korlátozza azoknak a módosított gravitációs elméleteknek a mozgásterét, amelyeket a rendhagyó megfigyelések magyarázatára az utóbbi években felvetettek. Ilyen rendhagyó megfigyelésnek számít például az univerzum egyre gyorsuló tágulása, amit rendszerint a sötét energiának tulajdonítanak.
Fotó: Science Photo Library
Nagyobb léptékű vizsgálat is bizonyította az általános relativitáselmélet helyességét
Az általános relativitáselméletet már nagyon alaposan ellenőrizték a naprendszerek méretskáláján, de meg kellett bizonyosodnunk afelől, hogy feltevéseink sokkal nagyobb léptékben is megállják a helyüket
– mondta el Pauline Zarrouk, a francia Nemzeti Tudományos Kutatóközpont (CNRS) Nukleáris és Nagyenergiájú Fizika laboratóriumában dolgozó kozmológusa és a mostani elemzés egyik vezetője. – A galaxisok kialakulási ütemének tanulmányozása révén közvetlenül ellenőrizhetjük az elméleteink helyességét, és eddig legalábbis jó egyezést tapasztalunk az általános relativitáselmélet kozmológiai léptékű jóslataival.”
A tanulmány emellett kijelölte a neutrínók tömegének új felső határát. A neutrínó az egyetlen olyan elemi részecske, amelynek még nem sikerült pontosan megmérni a tömegét. Korábbi neutrínókísérletek szerint a három neutrínótípus össztömege legalább 0,059 eV/c2. (Összehasonlításképpen: az elektron tömege nagyjából 511,000 eV/c2.)
A DESI mérései arra utalnak, hogy az össztömegnek 0,071 eV/c2-nél kevesebbnek kell lennie, így már egészen szűk tartomány maradt, amin belül a neutrínók tömege mozoghat.
A DESI együttműködés kutatói több közleményben számolnak be eredményeikről, amelyeket az arXiv online folyóirat-archívumban tettek elérhetővé.
Komplex elemzésük során csaknem 6 millió galaxist és kvazárt vettek figyelembe, és 11 milliárd évnyi mélységben tekintettek vissza az univerzum múltjába.
A DESI egyetlen évnyi adatgyűjtéssel minden eddiginél pontosabban megmérte a kozmikus struktúrák növekedését, s ezzel túltett a korábbi, évtizedeket felölelő erőfeszítéseken.
A DESI bámulatos eredménye
A most publikált eredmények a DESI működése első évében gyűjtött adatainak elemzésén alapulnak. Az elemzés nyomán már idén áprilisban előállt az univerzum eddigi legnagyobb háromdimenziós térképe, és kirajzolódott az a sejtés, miszerint a sötét energia valószínűleg alakul az idők során. Az áprilisban közölt eredmények a világegyetem barion akusztikus oszcillációknak (BAO) nevezett szerkezeti sajátságát firtatták, amely azt írja le, miképpen csoportosulnak a galaxisok halmazokba a korai univerzum egyenetlenségei következtében. Az új elemzés célkitűzése ennél is tágabb, ún. teljesalak-elemzés, melynek keretében még több információt nyertek ki az adatokból. Ezúttal több hónapnyi további munka befektetésével azt mérték meg, hogyan oszlanak el a tér különböző léptékein a galaxisok. A korábbi tanulmányhoz hasonlóan olyan technikát alkalmaztak, amely az elemzés eredményeit egészen az utolsó pillanatig elrejti az emberi szemek elől, nehogy a kutatók öntudatlanul is valamiféle prekoncepciót vigyenek bele az értelmezésbe.
„Mind a BAO, mind a teljesalak-elemzés eredményei igen látványosak – jelentette ki Dragan Huterer, a Michigani Egyetem tanára és a DESI kozmológiai eredményeket értelmező csapatának társvezetője. – A DESI most első alkalommal vizsgálta a kozmikus struktúra növekedését. Ez óriási új lehetőség arra, hogy a módosított gravitációs elméleteket ellenőrizzük, és pontosítsuk a sötét energiáról alkotott modelljeink korlátait. És ez még csak a jéghegy csúcsa.”
Az együttműködésben részt vevő tudósok jelenleg az első három évben összegyűjtött adatokat elemzik, és reményeik szerint 2025 tavaszán be tudják mutatni a sötét energiával és az univerzum tágulási történetével kapcsolatos legfrissebb eredményeket.
- A DESI-adatok most kiterjesztett elemzése egybecseng azokkal a korábbi várakozásokkal, amelyek már előrevetítették a sötét energia időbeli változását.
„A sötét anyag teszi ki a világegyetem mintegy negyedét, a sötét energia pedig további 70 százalékát, miközben egyikről se tudjuk igazán, hogy micsoda – emelte ki Mark Maus, a Berkely Laboratórium doktorandusza, aki az új elemzés elméleti és validációs modelljein dolgozott. – Lenyűgöző az a lehetőség, hogy az univerzum egészéről felvételeket készíthetünk, amelyek segítenek ezeknek a nagy, alapvető kozmológiai kérdéseknek a megválaszolásában.”
A DESI a legmodernebb technológiát képviselő berendezés, amely az USA Energiaügyi Minisztériuma Tudományos Irodájának támogatásával üzemel, és egyszerre 5000 galaxis fényét képes érzékelni. A DESI-t az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapjához tartozó, a Kitt Peak Nemzeti Obszervatóriumban található 4 méteres Nicholas U. Mayall teleszkóphoz illesztették. A berendezéssel tervezett ötéves projektnek, amely a teljes égbolt feltérképezését és nagyjából 40 millió galaxis és kvazár adatainak összegyűjtését tűzte ki célul, a negyedik évében járunk.