Самая мощная цифровая камера в мире занялась поиском темной энергии

Этой ночью и на протяжении сотен ночей следующих пяти лет команда физиков и астрономов со всего мира будет использовать возможности самой мощной в мире цифровой камеры, чтобы выяснить, почему расширение Вселенной ускоряется, а не замедляется под действием гравитации, а также исследовать тайны темной энергии — силы, которая, как полагают, вызывает ускорение.

В процессе наблюдения ученые должны получить цветные снимки 300 миллионов галактик и 100 000 галактических скоплений, открыть 4000 новых сверхновых, многие из которых сформировались еще тогда, когда Вселенная была в два раза меньше.

«Мы ожидаем, что эта огромная галактическая карта вселенной поможет найти доказательства существования темной энергии и охарактеризует ее природу в космических масштабах», — говорит Офер Лахав из Университетского колледжа в Лондоне, глава научного комитета DES. — «Еще более сложной задачей для DES будет определить наверняка: вызывает ли ускорение Вселенной темная энергия или что-то совершенно другое».

31 августа поиск темной энергии (Dark Energy Survey, DES) официально начался. Ученые из поисковой команды будут систематически делить небо на восемь частей (по 5000 квадратных градусов каждая) для беспрецедентного отображения деталей. Начало поиска стало кульминацией 10 лет планирования, строительства и экспериментов ученых из 25 институтов шести стран.

«Поиск темной энергии должен пролить свет на некоторые важнейшие вопросы касательно нашего существования», — рассказал Джеймс Сигрист, заместитель директора по физике высоких энергий в американском управлении энергетических наук. — «Через пять лет мы будет гораздо ближе к ответу и у нас будет больше знаний о Вселенной».

«С началом поиска работа более 200 сотрудников претворяется в жизнь», — рассказал директор DES Джош Фриман. — «Это то самое захватывающее время для космологии, когда мы можем обозреть пределы далекой Вселенной и сделать выводы о фундаментальной природе материи, энергии, пространства и времени».

Напомним, что не так давно на свет родилась достаточно интересная работа, согласно которой пространство состоит из неких строительных блоков.

Основным инструментом исследования является Dark Energy Camera, 570-мегапиксельная цифровая камера, построенная в лаборатории Ферми в Батавии и установленная на 4-метровом телескопе Виктора М. Бланко, расположенном в Андах, Чили. Камера включает пять линз с точно определенной формой, которые вместе обеспечивают четкое изображение по всему зрительному полю.

Dark Energy Camera — самый мощный исследовательский инструмент в своем роде, способный в каждом снимке улавливать свет от более чем 100 000 галактик в 8 миллиардах световых лет от нас.

«Начало поиска темной энергии — важная веха. Dark Energy Camera в сочетании с телескопом Blanco в CTIO в значительной степени углубят наше понимание сил, которые контролируют расширение вселенной».

Собранные данные будут обрабатываться в Национальном центре суперкомпьютерных приложений (NCSA) при Университете штата Иллинойс в городе Урбана, а после предоставляться научной и гражданской общественности.

Наблюдения не смогут засечь темную энергию напрямую. Однако изучение расширения Вселенной и роста крупномасштабной структуры на протяжении времени даст ученым точные данные, которые позволят сделать определенные выводы о свойствах темной энергии.

Подсчет галактических кластеров. В то время, как сила тяжести стягивает массу вместе и формирует галактики, темная энергия растягивает их на части. Dark Energy Camera увидит свет 100 000 галактических скоплений в миллиардах световых лет от нас. Подсчет количества галактических скоплений в разные моменты времени прольет свет на эту космическую конкуренцию между гравитацией и темной энергией.

Измерение сверхновых. Сверхновая — это звезда, которая взрывается и становится яркой, как целая галактика из миллиардов звезд. Измеряя то, как ярко они проявляются на Земле, мы можем определить, как далеко они находятся. Ученые используют эту информацию, чтобы определить, как быстро расширялась Вселенная с тех пор, как взорвалась звезда. Поиск выявит 4000 этих сверхновых, которые взорвались миллиарды лет назад в галактиках на расстоянии миллиардов световых лет от Земли.

Изучение искривления света. Когда свет от далеких галактик встречает темную материю в космосе, он огибает материю, в результате чего в изображении на телескопе галактика искажается. Поиск исследует формы 200 миллионов галактик, выявит космические перетягивания каната между гравитацией и темной энергией, а также формирование темной материи на разных участках пространства.

Использование звуковых волн для создания крупномасштабной карты расширения во времени. Когда Вселенной было менее 400 000 лет, взаимодействие между материей и светом отправило серию звуковых волн, которые распространились на скорости 2/3 от световой. Эти волны наложили определенный отпечаток на то, как галактики распространились во Вселенной. Поиск измерит положение 300 миллионов галактик в пространстве и найдет этот отпечаток, а уже на его основе выведет историю космического расширения.