Studimi duke përdorur teleskopin me rreze X tregon se energjia e errët shpërndahet në mënyrë uniforme në hapësirë dhe kohë
Kur Edwin Hubble vëzhgoi galaktika të largëta në vitet 1920, ai bëri zbulimin novator se universi po zgjerohet. Megjithatë, vetëm në vitin 1998, shkencëtarët që vëzhguan supernovat e tipit Ia zbuluan më tej se universi jo vetëm po zgjerohet, por ka filluar një fazë të zgjerimit të përshpejtuar. “Për të shpjeguar këtë përshpejtim, ne kemi nevojë për një burim,” thotë Joseph Mohr, astrofizikan në LMU. “Dhe ne i referohemi këtij burimi si “energji e errët”, e cila siguron një lloj “anti-graviteti” për të përshpejtuar zgjerimin kozmik.”
Shkencërisht, ekzistenca e energjisë së errët dhe përshpejtimi kozmik janë një surprizë, dhe kjo tregon se kuptimi ynë aktual i fizikës është ose i paplotë ose i pasaktë. Rëndësia e zgjerimit të përshpejtuar u nënvizua në vitin 2011 kur zbuluesit e tij morën çmimin Nobel në Fizikë. “Ndërkohë, natyra e energjisë së errët është bërë problemi tjetër fitues i çmimit Nobel”, thotë Mohr.
Tani I-Non Chiu nga Universiteti Kombëtar Cheng Kung në Tajvan, duke punuar në bashkëpunim me astrofizikanët e LMU Matthias Klein, Sebastian Bocquet dhe Joe Mohr, ka publikuar një studim të parë të energjisë së errët duke përdorur teleskopin me rreze X eROSITA, i cili fokusohet në grupimet e galaktikave. . Puna është publikuar në revistën Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Anti-graviteti i shkaktuar ndoshta nga energjia e errët i shtyn objektet larg njëri-tjetrit dhe shtyp formimin e objekteve të mëdha kozmike që përndryshe do të formoheshin për shkak të forcës tërheqëse të gravitetit. Si e tillë, energjia e errët ndikon se ku dhe si formohen objektet më të mëdha në univers, domethënë, grupimet e galaktikave me masa totale që variojnë nga 1013 deri në 1015 masa diellore. “Ne mund të mësojmë shumë për natyrën e energjisë së errët duke numëruar numrin e grupimeve të galaktikave të formuara në univers si funksion i kohës – ose në botën vëzhguese si funksion i zhvendosjes së kuqe”, shpjegon Klein.
Megjithatë, grupimet e galaktikave janë jashtëzakonisht të rralla dhe të vështira për t’u gjetur, që kërkojnë studime të një pjese të madhe të qiellit duke përdorur teleskopët më të ndjeshëm në botë. Për këtë qëllim, teleskopi hapësinor me rreze X eROSITA – një projekt i udhëhequr nga Instituti Max Planck për Fizikën Jashtëtokësore (MPE) në Mynih – u lançua në vitin 2019 për të kryer një vëzhgim në të gjithë qiellin për të kërkuar grupime galaktikash. Në Anketën Përfundimtare të Thellësisë Ekuatoriale të eROSITA (eFEDS), një mini-anketë e krijuar për verifikimin e performancës së sondazhit të mëpasshëm të gjithë qiellit, u gjetën rreth 500 grupime galaktikash. Ky përfaqëson një nga mostrat më të mëdha të grupimeve të galaktikave me masë të ulët deri më sot dhe përfshin 10 miliardë vitet e fundit të evolucionit kozmik.
Për studimin e tyre, Chiu dhe kolegët e tij përdorën një bazë të dhënash shtesë mbi të dhënat eFEDS – të dhëna optike nga Programi Strategjik Hyper Suprime-Cam Subaru, i cili udhëhiqet nga komunitetet astronomike të Japonisë dhe Tajvanit, dhe Universiteti Princeton. Ish-kërkuesi i doktoraturës në LMU I-Non Chiu dhe kolegët e tij LMU përdorën këto të dhëna për të karakterizuar grupimet e galaktikave në eFEDS dhe për të matur masat e tyre duke përdorur procesin e lenteve gravitacionale të dobëta. Kombinimi i dy grupeve të të dhënave mundësoi studimin e parë kozmologjik duke përdorur grupime galaktikash të zbuluara nga eROSITA.
Rezultatet e tyre tregojnë se, nëpërmjet krahasimit midis të dhënave dhe parashikimeve teorike, energjia e errët përbën rreth 76% të densitetit total të energjisë në univers. Për më tepër, llogaritjet treguan se dendësia e energjisë e energjisë së errët duket të jetë uniforme në hapësirë dhe konstante në kohë.
“Rezultatet tona gjithashtu përputhen mirë me qasje të tjera të pavarura, të tilla si studimet e mëparshme të grumbullimit të galaktikave, si dhe ato që përdorin lente të dobët gravitacionale dhe sfondin kozmik të mikrovalës,” thotë Bocquet. “Deri më tani, të gjitha pjesët e provave vëzhguese, duke përfshirë rezultatet më të fundit nga eFEDS, sugjerojnë se energjia e errët mund të përshkruhet nga një konstante e thjeshtë, që zakonisht quhet “konstanta kozmologjike”.
“Megjithëse gabimet aktuale në kufizimet e energjisë së errët janë ende më të mëdha se sa do të dëshironim, ky hulumtim përdor një mostër nga eFEDS që në fund të fundit zë një zonë më pak se 1% të qiellit të plotë,” thotë Mohr. Kështu, kjo analizë e parë ka hedhur një bazë solide për studimet e ardhshme të kampionit të eROSITA në qiell të plotë, si dhe të mostrave të tjera të grupimeve.