Odległe galaktyki ustawiają się w jednej linii na poparcie ogólnej teorii względności Einsteina

Informacje o położeniu i kształcie 3D każdej galaktyki pomogły zmierzyć wielkość wyrównania względem odległych galaktyk. Źródło: KyotoU/Jake Tobiyama

Naukowcy potwierdzili, że wewnętrzne ustawienie galaktyk może badać ciemną materię i ciemną energię w skali kosmicznej, wspierając ogólną teorię względności w ogromnych skalach przestrzennych. Jednak natura ciemnej energii i kosmicznego przyspieszenia pozostaje nierozwiązana.

Einstein kiwał głową na znak zgody. Ogólną teorię względności można zastosować nawet do najbardziej odległych regionów wszechświata.

Teraz naukowcy z międzynarodowych instytucji badawczych, w tym z Uniwersytetu w Kioto, potwierdzili, że wewnętrzne ustawienie galaktyk ma właściwości, które pozwalają im być potężną sondą ciemnej materii i ciemnej energii na kosmiczną skalę.

Zbierając dowody na to, że rozmieszczenie galaktyk oddalonych o ponad dziesiątki milionów lat świetlnych podlega efektom grawitacyjnym ciemnej materii, zespołowi udało się przetestować ogólną teorię grawitacji w ogromnych skalach przestrzennych. Międzynarodowy zespół przeanalizował pozycje i orientacje galaktyk, uzyskane na podstawie zarchiwizowanych danych z 1,2 miliona obserwacji galaktyk. Z pomocą dostępnych trójwymiarowych informacji o położeniu każdej galaktyki, wynikowa analiza statystyczna pozwoliła ilościowo scharakteryzować stopień wyrównania orientacji odległych galaktyk.

„To wyrównanie, które wynika głównie z interakcji z pobliskimi obiektami, zostało uznane za systematyczny szum w pomiarach słabego efektu soczewkowania” – mówi główny autor Atsushi Taruya z Yukawa Institute for Theoretical Physics w Kioto.

„Udało nam się również zmierzyć tempo, w jakim rozkład galaktyk staje się coraz gęstszy z powodu grawitacji, co jest zgodne z ogólną teorią względności” – mówi Teppei Okumura z Instytutu Astronomii i Astrofizyki Academia Sinica.

„Nasze badania dowiodły ogólnej teorii względności w odległym wszechświecie, ale natura ciemnej energii lub pochodzenie przyspieszenia kosmicznego pozostaje nierozwiązane” – dodaje Okumura.

Zarchiwizowane dane — uzyskane z Sloan Digital Sky Survey i Baryon Oscillation Spectroscopic Survey — obejmują trzy przykładowe galaktyki wybrane ze względu na ich jasność i odległość. Ponadto lokalizacje 3D i informacje o kształcie każdej galaktyki pomogły zmierzyć wielkość wyrównania względem odległych galaktyk.

Wyniki modelu zespołu zostały poparte obliczeniami teoretycznymi i dostarczyły Taruyi i Okumurze mocnych dowodów na to, że orientacje tych galaktyk są powiązane, wykazując silniejsze argumenty przemawiające za ogólną teorią względności w skali kosmologicznej.

Obecne przedsięwzięcia, takie jak projekt Subaru Telescope, dostarczą wysokiej jakości danych obserwacyjnych o wysokiej rozdzielczości. Doprowadzi to do innowacyjnych badań kosmologicznych wykorzystujących wewnętrzne wyrównanie, aby rzucić światło na naturę ciemnej energii”, zauważa Taruya.

Odniesienie: „Pierwsze ograniczenia tempa wzrostu wynikające z korelacji eliptycznych kosmicznego przesunięcia ku czerwieni galaktyk SDSS na poziomie 0,16 the[{” attribute=””>Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/acbf48