Istraživači Tehnološkog sveučilišta Swinburne igrali su ključnu ulogu u nedavnoj studiji koja produbljuje ali i komplicira naše dosadašnje shvaćanje svemira. Ovo značajno istraživanje otvara nova pitanja i pruža uvide koji mogu preoblikovati našu kozmološku perspektivu.
Rezultati Projekta Istraživanja Tamne Energije (Dark Energy Survey – DES), plod su zajedničkog rada više od 400 astrofizičara, astronoma i kozmologa iz preko 25 istraživačkih institucija. Tijekom šest godina, znanstvenici projekta DES proveli su 758 noći skupljajući podatke kako bi istražili prirodu tamne energije i izmjerili stopu širenja svemira. Njihova otkrića ukazuju na mogućnost da se gustoća tamne energije u svemiru mijenjala tijekom vremena, što potvrđuje novu, kompleksniju teoriju.
Dr. Anais Möller s Centra za Astrofiziku i Superračunarstvo na sveučilištu Swinburne bila je dio tima koji je proveo ovu revolucionarnu analizu, zajedno s kolegama Mitchellom Dixonom, profesorom Karlom Glazebrookom i emeritus profesorom Jeremyjem Mouldom.
“Ovi rezultati su plod suradnje stotina znanstvenika iz cijelog svijeta i dokaz su kako suradnja i uporan rad mogu dovesti do značajnih znanstvenih otkrića,” ističe dr. Möller. “Jako sam ponosna na rad koji smo kao tim ostvarili; radi se o izuzetno detaljnoj analizi koja je smanjila naše neizvjesnosti na nove razine i demonstrirala moć Projekta Istraživanja Tamne Energije. Nismo samo koristili podatke vrhunske kvalitete, već smo razvili i pionirske metode za maksimalno iskorištavanje informacija iz Istraživanja Supernova. Posebno sam ponosna što sam razvila metodu odabira supernova za istraživanje pomoću strojnog učenja.”
Godine 1998., otkriveno je da se svemir širi ubrzanim tempom, a za to je zaslužna misteriozna tamna energija, koja čini oko 70% svemira. Tada je postojao konsenzus među astrofizičarima da bi gravitacija trebala usporavati širenje svemira. Ovo revolucionarno otkriće, postignuto promatranjem specifičnih vrsta eksplodirajućih zvijezda – supernova tipa 1a, nagrađeno je Nobelovom nagradom za fiziku 2011. godine.
Sada, 25 godina nakon prvog otkrića, Dark Energy Survey predstavlja vrhunac desetljeća istraživanja znanstvenika širom svijeta. Analizirano je više od 1.500 supernova, čime su postavljeni najstroži ograničavajući uvjeti za širenje svemira do sada. Ovo je najveći broj supernova tipa 1a ikad korišten u jednom istraživanju za ograničavanje tamne energije, pružajući uvid u velike kozmičke vremenske periode. Rezultati su u skladu sa standardnim kozmološkim modelom ubrzanog širenja svemira, ali nisu dovoljno konkretni da bi se isključila mogućnost postojanja složenijeg modela.
“Pred nama je još mnogo toga za otkriti o tamnoj energiji. Ova analiza će zasigurno biti zlatni standard u kozmologiji supernova za neko vrijeme,” kaže dr. Moller. “Ovom analizom uvedene su inovativne metode koje će biti primjenjivane u budućim istraživanjima, čime postavljamo nove standarde u znanstvenom radu. Uzbuđena sam što ćemo u narednom desetljeću otkriti više o misteriju tamne energije.”
Nova studija uvela je inovativni pristup korištenju fotometrije sa četiri filtera za pronalaženje supernova, njihovu klasifikaciju i mjerenje njihovih svjetlosnih krivulja. Dr. Möller razvila je ovu metodu za odabir supernova tipa 1a pomoću modernog strojnog učenja.
“Ovo su uistinu uzbudljiva vremena kada vidimo kako inovativna tehnologija iskorištava snagu velikih astronomskih istraživanja,” dodaje dr. Moller. “Ne samo da smo uspjeli prikupiti više supernova tipa 1a nego ikad prije, već smo ove metode temeljito testirali kako bismo omogućili preciznija mjerenja temeljne fizike našeg svemira.”
Za proučavanje ove tehnike koriste se podaci o supernovama tipa 1a, koje nastaju kada izuzetno gusta zvijezda, poznata kao bijeli patuljak, doseže kritičnu masu i eksplodira. Pošto je kritična masa gotovo ista za sve bijele patuljke, sve supernove tipa 1a imaju otprilike istu stvarnu svjetlinu, a sve preostale varijacije mogu se standardizirati. Kada astrofizičari uspoređuju prividnu svjetlinu dviju supernova tipa 1a s Zemlje, mogu odrediti njihove relativne udaljenosti od nas.
Proučavajući velike uzorke supernova koje obuhvaćaju širok spektar udaljenosti, astrofizičari rekonstruiraju povijest kozmičkog širenja. Za svaku supernovu kombiniraju njezinu udaljenost s mjerenjem njezina crvenog pomaka – brzine kojom se udaljava od Zemlje zbog širenja svemira. Na temelju te povijesti moguće je utvrditi je li se gustoća tamne energije mijenjala tijekom vremena.
Rezultati istraživanja pokazali su nešto što znanstvenici nazivaju ‘vrijednost w’. “W” je prosječna gustoća materije u svemiru. Ova vrijednost, koja je izmjerena kao –0,80 s mogućom greškom od +/- 0,18, temelji se isključivo na promatranju supernova. Kad su ovu mjeru kombinirali s dodatnim podacima dobivenim od teleskopa Planck Europske svemirske agencije, “vrijednost w” se približila broju –1, uzimajući u obzir moguće greške u mjerenju. Međutim, za potpuno i precizno razumijevanje ovih rezultata, znanstvenicima su potrebni dodatni podaci koji će doći iz budućih istraživanja.
Istraživači projekta DES koristili su napredne tehnike strojnog učenja za klasifikaciju supernova. Među podacima iz približno dva milijuna promatranih udaljenih galaksija, DES je identificirao nekoliko tisuća supernova. Znanstvenici su konačno koristili 1.499 supernova tipa 1a s visokokvalitetnim podacima, što čini najveći i najdublji uzorak supernova s jednog teleskopa ikad sastavljen. Godine 1998., astronomi koji su dobili Nobelovu nagradu koristili su samo 52 supernove kako bi utvrdili da se svemir širi ubrzanim tempom.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
