11-Sigma Detection of Dark Energy proviene dalla misurazione di più di un milione di galassie molto lontane
Dopo che le galassie iniziarono a formarsi nell’universo primordiale, l’universo continuò ad espandersi. L’attrazione gravitazionale tra le galassie ha unito le galassie in ammassi giganti, mentre l’energia oscura e la conseguente espansione cosmica hanno separato questi gruppi l’uno dall’altro. Di conseguenza, l’universo è pieno di stretti ammassi di galassie separati da vasti vuoti di spazio per lo più vuoto.
La dimensione di questi ammassi e vuoti dipende dalla velocità con cui l’universo si espande nel tempo. L’effetto è simile al modo in cui le particelle d’aria si uniscono alla variazione della pressione delle onde sonore, quindi l’effetto è noto come Oscillazione barionica (BAO). Con questo effetto, gli astronomi possono studiare l’energia oscura misurando la posizione e il redshift di oltre un milione di galassie. Le galassie sono state inizialmente compilate e analizzate da CAPO. È stato quindi esteso a eBOSS, che ha rilasciato i suoi primi risultati.
Questa nuova indagine ha analizzato galassie che vanno da 0,7 a 1,8 miliardi di anni luce di distanza e ha studiato l’effetto di BAO proprio come hanno fatto i primi studi BOSS. Ma eBOSS ha anche esaminato un effetto noto come distorsioni del redshift spaziale (RSD) che ha permesso al team di tenere conto del movimento di una galassia nello spazio e dell’espansione cosmica.
All’interno del modello standard della cosmologia, la distanza di una galassia può essere determinata dal suo spostamento verso il rosso. Poiché l’universo si sta espandendo ovunque, più è lontana la galassia, più lo spazio tra di noi si espande e il redshift aumenta. Ma anche le galassie si muovono nello spazio e il loro movimento relativo può anche contribuire a uno spostamento verso il rosso o verso il blu. Di conseguenza, il redshift totale può essere deviato, rendendo le nostre misurazioni BAO meno accurate. Determinando lo status di rifugiato, il team può calcolarlo statisticamente, rendendo i risultati complessivi più accurati.
Combinando BAO e RSD, il team ha confermato la presenza di energia oscura con un sorprendente livello di confidenza di 11 sigma. Di solito, il risultato scientifico per 5-Sigma viene preso come conferma. Il risultato in 11 sigma è così potente che è vicino alla certezza che possiamo ottenere. L’energia oscura e l’espansione accelerata che guidi sono decisamente reali.
Naturalmente, non sappiamo ancora cosa sia effettivamente l’energia oscura. Un’idea è che l’energia oscura sia una proprietà inerente allo spazio e al tempo. Una costante cosmologica che causa l’espansione dell’universo. Un altro è che l’energia oscura è un campo energetico che riempie l’universo, come la quinta forza fondamentale. Per distinguere tra questi paradigmi in conflitto, dobbiamo sottolineare non solo la presenza di energia oscura, ma anche se cambia nel tempo, o varia a seconda della direzione che stiamo guardando. Studi come eBOSS ci forniranno i dati di cui abbiamo bisogno per comprendere il mistero cosmico dell’energia oscura.
Riferimento: Gong-Bo Zhao et al. “Completata la spettroscopia di oscillazione barionica estesa SDSS-IV: un’analisi multi-tracker nello spazio di Fourier per misurare la crescita della struttura cosmica e il tasso di espansione. ” Avvisi mensili della Royal Astronomical Society 504,1 (2021): 33-52.
