ასტრონომებმა სამყაროს უდიდესი რუკა შექმნეს

ასტრონომებმა სამყაროს უდიდესი რუკა შექმნეს

 ასტრონომებმა ცის სლოანისეული ციფრული დამზერის (SDSS–Sloan Digital Sky Survey) გამოყენებით (სურ.1), მხოლოდ კვაზარების ადგილმდებარეობაზე დაყრდნობით, სამყაროს ახალი, ფართომასშტაბიანი რუკა შეადგინეს. კვაზარები უკაშკაშესი, ზემასიური შავი ხვრელების მიერ წარმოქმნილი შორეული მანათობელი წერტილებია (sdss.org).

 “უძლიერესი ნათების გამო, კვაზარების შემჩნევა სამყაროს ყველაზე უფრო შორეულ წერტილებშიც კი შეიძლება. ამან სამყაროს დღეისათვის არსებული უდიდესი რუკის შედგენის საშუალება მოგვცა” – განმარტავს ნაშრომის თანაავტორი ეშლი როსი, ოჰაიოს ტექნიკური უნივერსიტეტის თანამშრომელი.

 კვაზარის ენერგიის წყაროს, მის ცენტრში მდებარე ზემასიური შავი ხვრელი წარმოადგენს, რომელიც მის გარშემო მოძრავ მატერიას წარმოუდგენელ ტემპერატურამდე აცხელებს (3C273-ს ანომალურად მაღალი ტემპერატურა). ამ პროცესის შედეგად წარმოქმნილი უკაშკაშესი ნათებები დედამიწიდან 2,5 მეტრიანი ტელესკოპებითაც კი დაიკვირვება.

 “კვაზარები იმდენად შორსაა, რომ მათგან წამოსულმა სინათლემ ჩვენამდე დედამიწის ფორმირებამდე დიდი ხნით ადრე მოაღწია. პირველმა სინათლემ მათგან იმ ეპოქაში გამოანათა, როდესაც სამყარო 3 თუ 7 მილიარდი წლისა იყო” – აღნიშნავს ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის წარმოამდგენელი, ასევე ნაშრომის თანაავტორი, გონგბო ცზაო.

 რუკის შედგენისათვის მეცნიერებმა სლოუნის ფონდის ტელესკოპი გამოიყენეს და ძალიან დიდი რაოდენობით კვაზარებს დააკვირდნენ. პირველი ორი წლის განმავლობაში მათ ბარიონების გაფართოებული ოსცილაციის სპექტროსკოპული გზამკვლევის (eBOSS – Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) გამოყენებით, 147 ათასი კვაზარის ზუსტი სამგანზომილებიანი კოორდინატები განსაზღვრეს.

 ბარიონი – სუბატომური ნაწილაკია, რომელიც სამი კვარკისაგან შედგება. ბარიონებს მიეკუთვნება პროტონი და ნეიტრონი, რომლებიც სამყაროს ხილული მასის უმეტეს ნაწილს ქმნის.  ბარიონული  აკუსტიკური ოსცილაციები (BAOs), ბგერითი ტალღებია, რომლებმაც სამყაროს წარმოქმნის ადრეული პერიოდიდან მოაღწიეს დედამიწამდე – მაშინ სამყარო გაცილებით უფრო ცხელი და მკვრივი იყო, ვიდრე დღეს არის (სურ. 2); 380 ათასი წლის ასაკში კი, სამყაროს გაფართოების აჩქარების შედეგად, ეს ტალღები სივრცეში “გაიყინა”. ეს არის სამყაროს წარმოშობის უადრესი კვალი, რომლის დაფიქსირებაც რადიო ტელესკოპებით არის შესაძლებელი(მოკლედ დიდი აფეთქების შესახებ).

სურ. 2. სამყაროს ბარიონული ოსცილაციები, წყლის ზედაპირზე გაჩენილ წრეებს ჰგავს, ოღონდ ერთნაირი რადიუსებით.

მანძილების განსაზღვრის შედეგად, კვაზარების სამგანზომილებიანი რუკა შეიქმნა, ეს მონაცემები კი სამყაროს გაფართოების პროგრესიის რუკას მოარგეს, რისთვისაც კიდევ ერთი ინოვაციური ხელსაწყო  – ბარიონების აკუსტიკური ოსცილატორი (BAOs – baryon acoustic oscillations) იქნა გამოყენებული (სურ. 3).

სურ. 3. სამყაროს უდიდესი სამგანზომილებიანი რუკა კვეთაში: სურათის მარცხენა წერტილში დედამიწა იგულისხმება. გალაქტიკებსა და კვაზარებს შორის მანძილები იზომება დროით, რაც მათი წარმოქმნის დღიდან სინათლემ გამოიარა დედამიწამდე მოსაღწევად. კვაზარების ადგილმდებარეობები წითელი წერტილების სახითაა მოცემული, ხოლო ახლომდებარე გალაქტიკები – ყვითელი წერტილების სახით. რუკის მარჯვენა კიდე დამზერადი სამყაროს ზღვარია,  სადაც დიდი აფეთქებიდან დარჩენილ კოსმოსურ მიკროტალღოვან გამოსხივებას აღვრიცხავთ. ცარიელი რუხი სივრცე, კვაზარებსა და დაკვირვებად სამყაროს შორის, ე.წ. “ბნელ ეპოქას” გვიჩვენებს, როდესაც გაცივებული ნეიტრონული პლაზმისა და წყალბადის ატომებისაგან კვაზარების, გალაქტიკებისა და ვარსკვლავების ჩამოყალიბება დაიწყო. სურათის ავტორები: Anand Raichoor (École polytechnique fédérale de Lausanne, Switzerland) and the SDSS collaboration.

 “ამ გაყინული ტალღების, ბარიონული აკუსტიკური ოსცილაციების, კარგი მხარე ის არის, რომ მათი წარმომქმნელი პროცესი მარტივად ასახსნელია. ამრიგად, ბარიონული აკუსტიკური ოსცილაციები, რომლებსაც დღეს ვაკვირდებით, ზუსტად იგივეა, რაც სამყაროს გაფართოების დღიდან არსებობს. მაშასადამე, მათ შორის მანძილები დღესაც შეიძლება სამგანზომილებიანი რუკის მასშტაბების შემუშავების დროს გამოვიყენოთ. მანძილების გაზომვის ეს სტანდარტი, ისეთივე ერთეულია, როგორიც სანტიმეტრი, მეტრი ან კილომეტრი დედამიწის შემთხვევაში. BAO – ეს არის ბარიონული აკუსტიკური ოსცილაციების ზომა კვაზარებს შორის” – განმარტავს პოლინ ზაროუკი, პარიზის უნივერსიტეტის დოქტორანტი, რომელმაც BAO–ს პროექციული სკალა შეადგინა.

 ახალი გამოთვლების შედეგები სრულ თანხვედრაშია აინშტეინის ფარდობითობის თეორიასთან, თუმცა შემუშავებული სტრანდარტული მოდელი მხოლოდ იმ კომპონენტებს არ მოიცავს, რომლის ეფექტებიც პირდაპირ გაიზომება – ჩვეულებრივ მატერიასთან ერთად, რომლებსაც ვარსკვლავები და გალაქტიკები შეიცავს, გათვალისწინებულია ე.წ. “ბნელი მატერიის” და “ბნელი ენერგიის” არსებობაც. ამ ორი კომპონენტის ფიზიკური ბუნება ჯერ კიდევ არ არის ამოხსნილი, თუმცა ფაქტია, რომ ბნელ მატერიაზე გრავიტაცია მოქმედებს, ხოლო ბნელი ენერგია – სამყაროს გაფართოების აჩქარებას იწვევს (ბნელი მატერია სამყაროს სამგანზომილებიან რუკაზე).

 eBOSS – ოსცილაციის სპექტროსკოპული მკვლევარის ექსპერიმენტები დღესაც მიმდინარეობს სლოუნის ფოტომეტრული ტელესკოპის გამოყენებით, რომელიც ა.შ.შ. ნიუ–მექსიკოს შტატის აპაჩის ობსერვატორიაში მდებარეობს; რაც უფრო მეტი გალაქტიკისა და კვაზარის შესახებ მოიპოვებენ ინფორმაციას, სამყაროს ახალი სამგანზომილებიანი რუკაც მით უფრო დეტალური და ფართომასშტაბიანი გახდება. პროექტს დაემატება ახალი თაობის, ბნელი ენერგიის სპექტროსკოპული ინსტრუმენტის (DESI – Dark Energy Spectroscopic Instrument) და ევროპის კოსმოსური თანამგზავრის –  “ევკლიდე”, მეშვეობით მიღებული მონაცემებიც, რაც მეცნიერებს დღემდე არნახული დეტალების მქონე სამყაროსეული სამგანზომილებიანი რუკის შექმნის საშუალებას მისცემს.

ავტორი: მარიკა ტარასაშვილი.

Show Comments Hide Comments

კომენტარის დატოვება

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *