Polscy fizycy opracowali nową metodę pomiaru największych odległości we Wszechświecie. Wykorzystuje ona najpotężniejsze kosmiczne eksplozje – błyski promieniowania gamma. Metoda stworzona przez naukowców z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego we współpracy z badaczami z Uniwersytetu Fryderyka II w Neapolu, pomoże w odsłanianiu tajemnic tak zwanej ciemnej materii.

Ciemna energia to obecnie główny składnik Wszechświata, odpowiedzialny za jego przyspieszoną ekspansję. Astronomowie obserwują kosmologiczne skutki działania ciemnej energii, lecz wciąż nie wiedzą, czym ona jest. Popularne są dwa modele tłumaczące jej naturę. Pierwszy zakłada, że ciemna energia to cecha opisana słynną stałą kosmologiczną, wprowadzoną przez Alberta Einsteina. Drugi model przyjmuje, że za przyspieszoną ekspansję odpowiada pewne nieznane jeszcze pole skalarne. “Mamy do wyboru: albo czasoprzestrzeń rozpycha się sama, albo jest rozpychana przez znajdujące się w niej nieznane skalarne pole fizyczne”, mówi prof. dr hab. Marek Demiański z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

“Z cech promieniowania emitowanego podczas błysków gamma potrafimy odczytać odległość, w jakiej doszło do eksplozji. Ponieważ część tych wybuchów pochodzi z jednych z najdalszych znanych nam obiektów w kosmosie, po raz pierwszy jesteśmy w stanie oszacować tempo ekspansji czasoprzestrzeni nawet w dość wczesnych epokach po Wielkim Wybuchu”, mówi prof. Demiański. Metodę zastosowano do weryfikacji modeli budowy Wszechświata, zawierających ciemną energię.

Polsko-włoska grupa astrofizyków poddałą analizie tzw. błyski długie, powstające prawdopodobnie podczas zapadania się jądra wielkiej gwiazdy. Proces prowadzi do narodzin czarnej dziury. Emitowane wtedy promieniowanie gamma jest tak intensywne, że udaje się obserwować nawet obiekty, które eksplodowały zaledwie 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Podstawowy problem polegał na oszacowaniu całkowitej energii błysku. W tym celu przeanalizowano bazy z danymi o dotychczasowych eksplozjach gamma. Okazało się, że część wybuchów zdarzyła się w galaktykach, do których odległość można było wyznaczyć innymi metodami. Znając odległość do galaktyki i energię, która dotarłą do Ziemi, można było wyliczyć całkowitą energię eksplozji. Udało się też, znaleźć związki między różnymi cechami promieniowania emitowanego podczas błysku gamma a całkowitą energią wybuchu.

Bardzo odległe błyski gamma zdarzają się dość rzadko. Do tej pory zaobserwowano 95 takich zjawisk. To wciąż zbyt mało, by na ich podstawie jednoznacznie rozstrzygnąć, jaki charakter ma ciemna energia. Naukowcy czekają więc na kolejne błyski. Narzędzie do weryfikowania na ich podstawie hipotez o budowie Wszechświata jest już gotowe.

Na podstawie informacji Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

 

Źródło: rmf24.pl

Polecane: