Суперкамера дебне тъмната енергия

Проектът Dark Energy Survey, чието название може да се преведе като „изследване на тъмната енергия“, се планира едва ли не откакто е открита тази загадъчна сила на Вселената.

Физиците и до днес не знаят каква е нейната природа, но разбират, че по-скоро именно тя е отговорна за ускореното разширение на Вселената.

Официалният старт на програмата е даден на 31 август 2013 г. От този момент в продължение на следващите пет години международен екип астрономи от 25 университети и научни институти от шест различни страни ще води постоянно наблюдение на нощното небе. Периодично учените ще съставят карта на една осма от небето, обхващаща пет хиляди квадратни градуса.

Главната цел на програмата е изучаването на въпроса за постоянното разширение на Вселената. Ако доминиращата сила в Космоса е била гравитацията, то отделни небесни тела и галактики постепенно биха се забавяли. Но те продължават да се „разбягват” и го правят с постоянно ускорение, а това значи, че в природата съществува още някаква сила, превъзхождаща гравитацията. Тази сила условно е наречена тъмна енергия.

Джеймс Сигрист от новия проект и специалист в областта на физиката на високите енергии смята, че за пет години с помощта на новите данни човечеството ще се приближи към разбирането на природата на тъмната енергия. Според учения не ни остава още дълго да чакаме отговорите на най-вълнуващите въпроси за нашата Вселена.

Главният инструмент на проекта е DES – 570-мегапикселова цифрова камера, произведена в Националната ускорителна лаборатория „Енрико Ферми” (Fermilab). Тази камера е интегрирана в корпуса на четириметровия Victor M. Blanco Telescope, който принадлежи на Международната обсерватория Серо Тололо в Чилийските Анди.

Оптичната система на свръхмощната цифрова камера се състои от пет лещи със строго определена форма. Диаметърът на най-голямата от тях е 90 сантиметра.

По въпроса за наблюдението на далечни галактики Камерата за тъмна енергия (Dark Energy Camera) се явява най-мощният инструмент – тя е способна да запечата светлината, идваща от стотици хиляди звезди, отдалечени на 8 милиарда светлинни години от Земята.

През следващите пет години астрономите ще направят снимки на над 300 милиона галактики и 100 хиляди галактични купа, ще разгледат над четири хиляди свръхнови, повечето от които са се формирали, когато Вселената е била два пъти по-млада, отколкото сега.о

Независимо че целта и названието на проекта са наблюдението на тъмната енергия, тя не може да се види непосредствено. И все пак учените планират да изучат в най-малки детайли произвеждания от нея ефект на разширение, което ще позволи в бъдеще да се говори и за други свойства на загадъчната сила.

За изучаването на природата на тъмната енергия ще се прилагат четири основни метода, за които разказват учените.

Първият е изчисляването на количеството галактични купове. Тъй като гравитацията кара всички небесни тела да се привличат взаимно, а тъмната енергия ги отблъсква, преброяването на галактичните купове, отдалечени на милиарди светлинни години от нас, ще позволи да се изчисли коя от тези сили надделява.

Вторият метод подразбира наблюдението на свръхнови. Тези звезди при взрив излъчват повече светлина, отколкото цялата галактика, към която принадлежат. Тяхната яркост ще помогне да се определи колко далече се намират те от Земята. Тези данни може да се използват при определяне колко се е отдалечила свръхновата от момента на началото на взрива до неговия край.

Следващият метод е основан на изучаването на пречупването на светлината. Когато светлината по пътя си към Земята се сблъсква с облаци тъмна енергия, то последната я огъва и изображенията на галактиките, получени от наземните телескопи, излизат изкривени. Наблюденията на 200 милиона галактики ще позволи да се разбере как е разпределена тъмната енергия в космическото пространство.

И накрая, четвъртият метод се заключава в използване на звуковите вълни за съставяне на мащабна карта на постоянното разширение на Вселената. Само 400 000 години след Големия взрив взаимодействието между частиците светлина и частиците материя е породило серия звукови вълни, които пътешестват по Космоса със скорост, еквивалентна на две трети от светлинната. Тези вълни са повлияли на разпределението на галактиките в пространството днес, а това означава, че този момент също трябва да се отчита при изучаването на разширението на Вселената.

Независимо от стартирането на мащабния проект, учените засега поставят под въпрос и самото съществуване на тъмната енергия. Трудно е да се съди за което и да е явление, когато не знаеш неговата природа и не можеш да предскажеш как ще се държи то в бъдеще.

Преди всичко е необходимо да се разбере действително ли тъмната енергия е отговорна за разширението на Вселената, или на този процес влияе друга, още неизвестна сила.