Κβάζαρς καταγράφουν τη διαστολή του Σύμπαντος

Οι επιστήμονες του προγράμματος BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), ανακοίνωσαν σε συνέντευξη τύπου την περασμένη Δευτέρα τις παρατηρήσεις τους για το ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος στο παρελθόν, ο οποίος διαφέρει από το σημερινό.

Αναπαράσταση του τρόπου με τον οποίο το πρόγραμμα BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) χρησιμοποιεί τα κβάζαρ για να υπολογίσουν τη διαστολή του Σύμπαντος

Η ιστορία του Σύμπαντος χωρίζεται χονδρικά σε τρεις εποχές, ανάλογα με το κύριο αίτιο που ευθύνεται για την εξέλιξή του. Τα πρώτα 47.000 χρόνια μετά τη δημιουργία του, στο Σύμπαν επικρατούσε η ακτινοβολία. Στη συνέχεια και για 5 δισεκατομμύρια χρόνια εξελίχθηκε η εποχή της επικράτησης της ύλης, ενώ η τρίτη εποχή στην οποία βρισκόμαστε ακόμη, είναι η εποχή της σκοτεινής ενέργειας.

Οι ερευνητές του BOSS μέτρησαν το ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος πριν από 10.8 δισεκατομμύρια χρόνια, μία εποχή στην οποία η σκοτεινή ενέργεια δεν είχε γίνει ακόμη ο βασικός ρυθμιστής στην εξέλιξη του Σύμπαντος. H μέτρησή τους για το ρυθμό διαστολής είναι η πιο ακριβής που έχει πραγματοποιηθεί ποτέ, με αβεβαιότητα μόλις 2%.

Για να πετύχουν την ακρίβεια αυτή, οι αστρονόμοι παρατήρησαν 164.000 κβάζαρς. Τα κβάζαρ, μακρινοί γαλαξίες με πολύ ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στον πυρήνα τους, είναι από τα πιο φωτεινά αντικείμενα στον ουρανό, καθώς τα αντικείμενα που παγιδεύονται από το βαρυτικό πεδίο της μαύρης τρύπας επιταχύνονται προς αυτή και εκπέμπουν ακτινοβολία.

Ο τρόπος για τη μέτρηση της διαστολής του Σύμπαντος, βασίζεται στην ιδέα των Βαρυονικών Ακουστικών Ταλαντώσεων (BAO), ηχητικά κύματα δηλαδή που ταξίδευαν σε περιοχές του πρώιμου Σύμπαντος που περιείχαν ύλη. Επειδή τα κβάζαρ σχηματίζονται σε περιοχές με υψηλή πυκνότητα ύλης, το αποτύπωμα των BAO σε αυτά είναι ισχυρό: μοιάζει με ένα δαχτυλίδι διαμέτρου εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών φωτός που περιβάλλει το γαλαξιακό πυρήνα.

Συγκρίνοντας το δαχτυλίδι αυτό με την απόσταση που θα έπρεπε να είχαν διανύσει το κύματα εάν δεν υπήρχε διαστολή στο Σύμπαν, οι ερευνητές εξήγαγαν τα συμπεράσματά τους για τη διαστολή του Σύμπαντος, την εποχή που τα κβάζαρ εξέπεμψαν το φως τους, όταν δηλαδή το Σύμπαν ήταν περίπου 3 δισεκατομμυρίων ετών.

Σύμφωνα το BOSS, το οποίο έχει εξάγει και δεδομένα για το τι συνέβαινε πριν από 6 δισεκατομμύρια χρόνια, η διαστολή του Σύμπαντος σήμερα και στο παρελθόν δεν ήταν η ίδια. Πιστεύεται μάλιστα πως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και αφότου τελείωσε η εποχή του πληθωρισμού, η διαστολή του Σύμπαντος επιβραδύνθηκε αλλά με ένα μυστηριώδη τρόπο άρχισε να επιταχύνεται πριν από 7 δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι επιστήμονες πιστεύουν πως οι μετρήσεις αυτές θα βοηθήσουν την κοινότητα να απαντήσει κάποτε στο ερώτημα της φύσης της σκοτεινής ενέργειας. Το BOSS είναι το μεγαλύτερο πρόγραμμα στην τρίτη φάση του Sloan Digital Sky Survey, ένα από τα πιο φιλόδοξα σχέδια στην ιστορία της αστρονομίας που καταγράφει τον ουρανό.