יש חללים ביקום ואנחנו לא יכולים לראות אותם כמו שצריך. וטוב שכך.
חללים אלה - פערים ענקיים ולא סדירים בחלל ריקים מגלקסיות - הם בכל רחבי הקוסמוס. אך מכיוון שהם ריקים, אסטרונומים אינם יכולים לצפות בהם ישירות. במקום זאת הם ממקמים אותם על ידי מיפוי גלקסיות ברחבי החלל ואז מסמנים את האזורים בין האזורים הללו. עם זאת, מנקודת המבט שלנו על כדור הארץ, כל החללים הללו נראים מעוותים.
אזורים אלה נראים מתוחים במקומות מסוימים ומעוכבים באזורים אחרים. זו תוצאה של "הסבה אדומה" של הגלקסיות בגבולותיהם, עיוות חזותי שנגרם כתוצאה מתנועת המערכות הללו: ככל שהם מתרחקים מהצופה (הארצלים, במקרה זה), נראה שאורכי הגל של הגלקסיות נמתחים והופכים לאדומים יותר ; אלה שמתקדמים לקראתנו היו נראים כחולים יותר ככל שאורך הגל שלהם מתקצר. אנרגיה אפלה היא השם שאסטרונומים נתנו לכוח בלתי נראה הממתח את היקום שלנו וגורם לגלקסיות להתרחק זו מזו.
עיוות זה מתגלה כטוב, על פי מאמר שפורסם ב -9 ביולי בכתב העת Physical Review D. עד עתה, הסתמכו החוקרים על מדידות מדויקות של המשמרות האדומות של גלקסיות בודדות כדי להבין כמה מהר היקום מתרחב, ו בתורו, כמה אנרגיה אפלה קיימת בכדי להניע את ההתרחבות הזו. אולם מדידת עיוותי החללים מתגלה כטכניקה מדויקת בהרבה, ומאפשרת לחוקרים לצמצם את הרחבה זו עוד יותר.
"מה שאנחנו מודדים למעשה זה העיוות בעמדות הגלקסיות סביב אזורים ריקים", אמר סשדרי נדאתור, חוקר מאוניברסיטת פורטסמות 'באנגליה, ומחבר הראשי של העיתון. "הדבר המגניב בחללים הוא שהם אזורים בחלל שסביבם אנו יכולים לדגמן במדויק תנועות גלקסיות."
הסיבה לכך היא שהמתמטיקה הדרושה כדי לקבוע במדויק את תנועות הגלקסיות הופכת להרבה יותר פשוטה בתוך החללים הללו, אמרה נדאתור ל- Live Science. (במקרה זה, צוות המחקר בדק חללים במרחק של כ -5.5 מיליארד שנות אור מכדור הארץ.)
"הגלקסיות נעות בגלל כוח הכבידה שמושך אותן לכיוון אזורים של עודפי חומר, והבעיה בדרך כלל היא שתורת הכובד שלנו - תורת היחסות הכללית של איינשטיין - היא מורכבת מאוד, ואת המשוואות קשה לפתור בדיוק", אמר. "אז רוב הזמן בקוסמולוגיה אנו משתמשים בקירובים - המכונים 'תיאוריית הפרעות' - כדי לעזור להפוך את הבעיה לסחירה. תיאוריית ההפרעה הזו עובדת טוב יותר באזורים ריקים מאשר בהשוואה לאזורים שיש בהם הרבה חומר, אז תחזיות פשוטות יותר להכנה והרבה יותר מדויקות בכל חללים. "
נקודת המוצא של דיוק נוסף זה היא שבאמצעות הטכניקה שפורסמה במאמר זה, מדענים יכולים להעריך הערכות מדויקות הרבה יותר של קצב ההתפשטות של היקום, ולוודא טוב יותר כי שיעורי ההתרחבות נצפו בשורה אחת עם התיאוריות המועדפות על אסטרונומים מדוע התפשטות היקום קורה . התוצאה החדשה מגבילה עוד יותר את ההיקף של כמה תיאוריות אלטרנטיביות המרחפות שם בחוץ. המדידות הקודמות הטובות ביותר של תנועה גלקטית עשו גם את כל זה, אבל בערך פי ארבעה פחות טוב, לפי נדאתור.
המדידות הטובות הקודמות הללו של משמרות אדומות של חללים גאלקטיים הגיעו ממחקר בשמים שנקרא סקר האוסצילציה Baryon Spectroscopic (BOSS). מדידה זו של עיוות חללים הסתמכה גם על נתוני BOSS, אך השתפרה במידה רבה על מסקנותיה בהפעלת טכניקת ניתוח חדשה זו על נתוני BOSS.
המדידה המשופרת של התפשטות היקום התאימה לתיאוריות הקיימות כיצד פועלת האנרגיה האפלה ביקום, כך כתבו החוקרים בעיתון: שאנחנו חיים ביקום "שטוח" עם אנרגיה כהה מתמדת המניעה את התפשטותו. "על ידי שילוב התוצאות שלנו עם תוצאות הטכניקה של BAO, אנו יכולים להשיג מדידה טובה בהרבה של קצב ההתרחבות הקוסמית לפני 5.5 מיליארד שנים," אמר נדאתור. "וזה בתורו חשוב מאוד מכיוון שהוא אומר לנו מה עשתה אנרגיה אפלה במהלך אותה תקופה, כמו גם דברים אחרים כמו עקמומיות החלל - וזה מה שמלהיב אותנו הקוסמולוגים."
החוקרים גם ציינו בעיתון כי ישנם כמה מאמצים צפויים לסרוק את השמים בצורה מדויקת יותר מ- BOSS, על מנת להבין את האנרגיה האפלה אפילו טוב יותר. אותה טכניקה, כתבו החוקרים, צריכה לשפר במידה ניכרת את הדיוק של אותם סקרים.
