Bizonyíték a sötét energiára?
(Rovat: Távoli világok kutatói - 2008.08.01 07:00.)

Csillagászok egy csoportja a galaxisok átlagos eloszlását és a mikrohullámú háttérsugárzás egyenetlenségeit vizsgálva bizonyítékot talált a sötét energia létezésére.

A sötét energia természete a modern tudomány egyik legnagyobb rejtélye. Elképzelések szerint hatása ellentétes a gravitációval: míg a gravitáció egymás felé vonzza a galaxisokat, addig a sötét energia az univerzum gyorsulva tágulásáért felelős. A Hawaii Egyetem Csillagászati Intézetének munkatársai megfigyelték, ahogy a sötét energia „szétterül” a világegyetem legnagyobb ismert struktúráiban: szuperüregekben és szuperhalmazokban, hatalmas, mintegy félmilliárd fényévnyi nagyságú terekben, melyekben néhol galaxishiány, más helyeken pedig galaxistöbblet van. Ezeket a korai univerzumban meglevő sűrűség-fluktuációk okozták.

A kezdeti sűrűség-fluktuációk nyoma a CMB mostani térbeli eloszlásában. A szuperhalmazok és szuperűrök apró felfénylést ill. elhalványodást idéznek elő a rajtuk áthaladó mikrohullámú sugárzásban. (Kép: U. Hawaii / Tegmark, de Oliveira-Costa, Hamilton / Millenium simulation)

A kutatócsoport sikerének titka az volt, hogy megmérték a szuperüregeken és szuperhalmazokon áthatoló finom mikrohullámú nyomokat. De ezeket a jeleket nagyon nehéz detektálni, mivel együtt terjednek az ősi kozmikus mikrohullámú háttérsugárzással (CMB). A háttérsugárzás az ősrobbanás maradványa. Ezért, hogy sikeresen detektáljanak egy ilyen jelet, a csoport összehasonlította a galaxisok adatbázisát a CMB térképével. A várakozásoknak megfelelően a mikrohullámú sugárzás erősebb volt, amikor szuperhalmazokon haladt át, míg gyengébb volt, amikor szuperüregeken jutott keresztül.

Amikor a mikrohullámú sugárzás belép a szuperhalmazba, gravitációs energiára tesz szert és ezért egy kicsit gyorsabban vibrál – magyarázza Szapudi István. Később, amikor elhagyja a halmazt, ugyanakkora energiát kellene veszítenie, mint amennyire szert tett. De ha a világegyetem gyorsulva tágulásáért valóban a sötét energia a felelős, a szuperhalmaz a félmilliárd év alatt kisimul. Így a mikrohullámok többletenergiára tesznek szert, mire kilépnek a halmazból.

A galaxisok eloszlásának tanulmányozásával talált szuperhalmazok (piros körökkel jelölve) és a szuperűrök (kékkel) helye jó egyezést mutat a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásnak a NASA WMAP űrszondájával készült térképén mutatkozó viszonylag nagy (narancs-piros) és kis intenzitású (kék) foltokkal. (Kép: Granett, Neyrinck, Szapudi / U. Hawaii)

Lényegében a sötét energia emlékeket ad a mikrohullámnak, hogy hol járt. Ezzel az eljárással valójában először tudjuk nyomon követni, hogy a szuperhalmazok és szuperüregek mit tesznek a mikrohullámokkal, amíg a hullámok áthaladnak rajtuk – mondja Benjamin Granett, az eredményeket bemutató cikk első szerzője.

Tervezzük a CMB egyik leghidegebb régiójának, az úgynevezett ’Cold Spot’-nak a nyomon követését. Meg szeretnénk állapítani, hogy ezt egy nagyméretű üreg okozta-e, ahogy elméletileg várnánk – árulta el Szapudi. Ez a „hideg folt” a mikrohullámú tartományban megfigyelve valójában csupán náhány milliomod fokkal hidegebb a környezeténél. Egyes kutatók úgy vélik, hogy ott szinte teljesen hiányzik az anyag, s a „lyuk” mérete talán több millió fényéves is lehet.