การเข้าใจบางสิ่งที่เรามองไม่เห็นเป็นปัญหาที่นักดาราศาสตร์เอาชนะได้ในอดีต การใช้วิธีการแรงโน้มถ่วงของเลนส์แรงสูง - ซึ่งกลุ่มกาแลคซีขนาดใหญ่ทำหน้าที่เป็นเลนส์ขยายจักรวาล - ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติสามารถศึกษาพลังงานมืดที่เข้าใจยากเป็นครั้งแรก ทีมรายงานว่าเมื่อรวมกับเทคนิคที่มีอยู่ผลลัพธ์ของพวกเขาจะปรับปรุงการตรวจวัดมวลและพลังงานของจักรวาลอย่างมีนัยสำคัญ
ด้วยการใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลรวมถึงกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินทีมวิจัยได้วิเคราะห์ภาพของกาแลคซีที่อยู่ห่างไกล 34 แห่งซึ่งตั้งอยู่ด้านหลังอาเบล 1689 ซึ่งเป็นหนึ่งในกลุ่มกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดและใหญ่ที่สุดในจักรวาล
ผ่านเลนส์ความโน้มถ่วงของ Abell 1689 นักดาราศาสตร์นำโดย Eric Jullo จาก JPL และ Priyamvada Natarajan จาก Yale University สามารถตรวจจับกาแลคซีพื้นหลังที่อยู่ห่างออกไปซึ่งเป็นแสงที่โค้งงอและฉายโดยแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่ในกระจุก เช่นเดียวกับที่เลนส์ของเลนส์ขยายบิดเบือนภาพของวัตถุ
การใช้วิธีนี้พวกเขาสามารถลดข้อผิดพลาดโดยรวมในพารามิเตอร์สมการของรัฐลง 30 เปอร์เซ็นต์เมื่อรวมกับวิธีอื่น
วิธีที่ภาพถูกบิดเบี้ยวนั้นทำให้เบาะแสของนักดาราศาสตร์เกี่ยวกับเรขาคณิตของอวกาศที่อยู่ระหว่างโลกกระจุกดาวและกาแลคซีไกลโพ้น “ เนื้อหาเรขาคณิตและชะตากรรมของเอกภพเชื่อมโยงกันดังนั้นถ้าคุณสามารถ จำกัด สิ่งเหล่านี้ได้สองอย่างคุณจะได้เรียนรู้บางอย่างเกี่ยวกับสิ่งที่สาม” นายนาตาจันกล่าว
ทีมสามารถลดช่วงการประมาณค่าปัจจุบันเกี่ยวกับผลกระทบของพลังงานมืดต่อจักรวาลซึ่งแสดงด้วยค่า w โดยประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ ทีมได้รวมเทคนิคใหม่เข้ากับวิธีการอื่นรวมถึงการใช้ซุปเปอร์โนวากลุ่มกาแลคซี X-ray และข้อมูลจากยานอวกาศ Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) เพื่อ จำกัด ค่าสำหรับยานอวกาศ
“ พลังงานมืดนั้นมีลักษณะโดยความสัมพันธ์ระหว่างความดันและความหนาแน่นของมัน: สิ่งนี้เรียกว่าสมการสถานะ” Jullo กล่าว “ เป้าหมายของเราคือการพยายามหาปริมาณความสัมพันธ์นี้ มันสอนเราเกี่ยวกับคุณสมบัติของพลังงานมืดและมันส่งผลต่อการพัฒนาของจักรวาลอย่างไร”
พลังงานมืดประกอบด้วยประมาณ 72 เปอร์เซ็นต์ของมวลและพลังงานทั้งหมดในจักรวาลและในที่สุดจะตัดสินชะตากรรมของมัน ผลลัพธ์ใหม่ยืนยันการค้นพบก่อนหน้านี้ว่าธรรมชาติของพลังงานมืดมีแนวโน้มที่สอดคล้องกับเอกภพแบน ในสถานการณ์นี้การขยายตัวของเอกภพจะเร่งอย่างต่อเนื่องและเอกภพจะขยายตัวตลอดไป
นักดาราศาสตร์กล่าวว่าจุดแข็งที่แท้จริงของผลลัพธ์ใหม่นี้คือมันคิดค้นวิธีการใหม่ทั้งหมดในการดึงข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานมืดที่เข้าใจยากและให้คำมั่นสัญญาที่ดีสำหรับการใช้งานในอนาคต
ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าวิธีการของพวกเขานั้นต้องใช้หลายขั้นตอนอย่างพิถีพิถันในการพัฒนา พวกเขาใช้เวลาหลายปีในการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เฉพาะทางและแผนที่ที่แม่นยำของสสาร - ทั้งมืดและ "ปกติ" - ซึ่งรวมกันเป็นกลุ่ม Abell 1689
ผลการวิจัยปรากฏในวารสาร Science Science ฉบับวันที่ 20 สิงหาคม
แหล่งที่มา: Yale University, Science Express อีเอสเอฮับเบิล
