Οι μακρινοί γαλαξίες παρατάσσονται για να υποστηρίξουν τη γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν

Οι επιστήμονες έχουν επιβεβαιώσει ότι η εγγενής ευθυγράμμιση των γαλαξιών μπορεί να ανιχνεύσει τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια σε κοσμική κλίμακα, υποστηρίζοντας τη γενική σχετικότητα σε τεράστιες χωρικές κλίμακες. Ωστόσο, η φύση της σκοτεινής ενέργειας και της κοσμικής επιτάχυνσης παραμένει άλυτη.

Ο Αϊνστάιν έγνεψε καταφατικά. Η γενική σχετικότητα μπορεί να εφαρμοστεί ακόμη και στις πιο απομακρυσμένες περιοχές του σύμπαντος.

Τώρα, επιστήμονες από διεθνή ερευνητικά ιδρύματα, συμπεριλαμβανομένου του Πανεπιστημίου του Κιότο, επιβεβαίωσαν ότι οι εγγενείς ευθυγραμμίσεις των γαλαξιών έχουν ιδιότητες που τους επιτρέπουν να είναι ένας ισχυρός ανιχνευτής σκοτεινής ύλης και σκοτεινής ενέργειας σε κοσμική κλίμακα.

Συγκεντρώνοντας στοιχεία ότι η κατανομή των γαλαξιών που βρίσκονται πάνω από δεκάδες εκατομμύρια έτη φωτός μακριά υπόκειται στις βαρυτικές επιδράσεις της σκοτεινής ύλης, η ομάδα πέτυχε να δοκιμάσει τη γενική θεωρία της βαρύτητας σε τεράστιες χωρικές κλίμακες. Η διεθνής ομάδα ανέλυσε τις θέσεις και τους προσανατολισμούς των γαλαξιών, που ελήφθησαν από αρχειοθετημένα δεδομένα 1,2 εκατομμυρίων γαλαξιακών παρατηρήσεων. Με τη βοήθεια των διαθέσιμων τρισδιάστατων πληροφοριών θέσης για κάθε γαλαξία, η προκύπτουσα στατιστική ανάλυση χαρακτήρισε ποσοτικά σε ποιο βαθμό ευθυγραμμίζεται ο προσανατολισμός των μακρινών γαλαξιών.

«Αυτή η ευθυγράμμιση, η οποία προκύπτει κυρίως από αλληλεπιδράσεις με κοντινά αντικείμενα, θεωρήθηκε συστηματικός θόρυβος στη μέτρηση του ασθενούς φαινομένου του φακού», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Atsushi Taruya του Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής Yukawa στο Κιότο.

«Καταφέραμε επίσης να μετρήσουμε τον ρυθμό με τον οποίο η κατανομή των γαλαξιών γίνεται προοδευτικά πιο πυκνή λόγω της βαρύτητας, κάτι που είναι σύμφωνο με τη γενική θεωρία της σχετικότητας», λέει ο Teppei Okumura του Ινστιτούτου Αστρονομίας και Αστροφυσικής της Academia Sinica.

«Η έρευνά μας έχει αποδείξει τη γενική σχετικότητα στο μακρινό σύμπαν, αλλά η φύση της σκοτεινής ενέργειας ή η προέλευση της κοσμικής επιτάχυνσης παραμένει άλυτη», προσθέτει ο Okumura.

Τα αρχειοθετημένα δεδομένα — που ελήφθησαν από το Sloan Digital Sky Survey και το Baryon Oscillation Spectroscopic Survey — αποτελούνται από τρία δείγματα γαλαξιών που επιλέχθηκαν για τη φωτεινότητα και την απόστασή τους. Επιπλέον, οι τρισδιάστατες τοποθεσίες και οι πληροφορίες σχήματος για κάθε γαλαξία βοήθησαν στη μέτρηση του μεγέθους της ευθυγράμμισης σε σχέση με τους μακρινούς γαλαξίες.

Τα αποτελέσματα του μοντέλου της ομάδας υποστηρίχθηκαν από θεωρητικούς υπολογισμούς και έδωσαν ισχυρές αποδείξεις στους Taruya και Okumura ότι οι προσανατολισμοί αυτών των γαλαξιών σχετίζονται, αποδεικνύοντας μια ισχυρότερη περίπτωση για τη γενική σχετικότητα σε κοσμολογική κλίμακα.

Οι τρέχουσες προσπάθειες, όπως το έργο Subaru Telescope, θα παρέχουν υψηλής ποιότητας, υψηλής ανάλυσης δεδομένα παρατήρησης. Αυτό θα οδηγήσει σε καινοτόμο κοσμολογική έρευνα χρησιμοποιώντας την εγγενή ευθυγράμμιση για να ρίξει φως στη φύση της σκοτεινής ενέργειας», σημειώνει ο Taruya.

Παραπομπή: «Πρώτοι περιορισμοί στον ρυθμό ανάπτυξης από ελλειπτικούς συσχετισμούς της διαστημικής μετατόπισης προς το ερυθρό των γαλαξιών SDSS στο 0,16 ο Επιστολές Αστροφυσικού Περιοδικού.
DOI: 10.3847/2041-8213/acbf48