Стартовал пятилетний проект по наблюдению за тёмной энергией

Снимок галактики NGC 1398, полученный при помощи Камеры тёмной энергии

(фото Dark Energy Survey).

Одной из методик изучения природы тёмной энергии будет наблюдение за сверхновыми

(фото NASA, Wikimedia Commons).

Четырёхметровый телескоп Виктор Бланко ≈ основной инструмент изучения тёмной энергии

(фото David walker/Wikimedia Commons)

Проект Dark Energy Survey, название которого можно буквально перевести как "наблюдение за тёмной энергией", планировался едва ли не с тех пор, как эта загадочная сила Вселенной была открыта. Физики до сих пор не знают её природы, однако понимают, что, скорее всего, именно она ответственна за ускоряющееся расширение Вселенной.

Официальный старт программе был дан 31 августа 2013 года. С этого момента на протяжении пяти последующих лет международная команда астрономов из 25 университетов и научных институтов из шести разных стран будет вести постоянное наблюдение за ночным небом. Периодически учёные будут составлять карты одной восьмой части неба, охватывающей пять тысяч квадратных градусов.

Главной целью программы является изучение вопроса постоянного ускорения расширения Вселенной. Если бы доминирующей силой в космосе была гравитация, то отдаление небесных тел и галактик друг от друга постепенно бы замедлялось. Но раз они по-прежнему "разбегаются", да и ещё и с постоянным ускорением, значит, в природе действует ещё какая-то сила, превосходящая гравитацию. Эту силу условно и назвали тёмной энергией.

Джеймс Сигрист (James Siegrist), сотрудник нового проекта и специалист в области физики высоких энергий, уверен, что за пять лет с помощью новых данных человечество приблизится к пониманию природы тёмной энергии. По словам учёного, нам недолго осталось ждать ответов на самые волнующие вопросы о нашей Вселенной.

Главный инструмент проекта DES — это 570-мегапиксельная цифровая камера, построенная в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми (Fermilab). Эта камера интегрирована в корпус четырёхметрового телескопа Виктор Бланко (Victor M. Blanco Telescope), принадлежащего Межамериканской обсерватории Серро-Тололо, расположенной в чилийских Андах.

Снимок галактики NGC 1398, полученный при помощи Камеры тёмной энергии (фото Dark Energy Survey).

Оптическая система сверхмощной цифровой камеры состоит из пяти линз строго определённой формы. Диаметр самой крупной из них составляет 90 сантиметров.

В вопросе наблюдения за далёкими галактиками Камера тёмной энергии (Dark Energy Camera) — самый мощный инструмент: она способна запечатлеть свет, исходящий от сотен тысяч звёзд, удалённых на 8 миллиардов световых лет от Земли.

В течение последующих пяти лет астрономы будут составлять цветные снимки более 300 миллионов галактик и 100 тысяч галактических скоплений, рассмотрят более четырёх тысяч сверхновых, большинство из которых сформировались, когда Вселенная была ещё в два раза младше, чем сегодня.

Несмотря на то, что цель и название проекта — наблюдение за тёмной энергией, увидеть её непосредственно, конечно же, не удастся. Тем не менее, учёные планируют изучить в мельчайших деталях производимый ею эффект расширения, что позволит в будущем говорить и о других свойствах загадочной силы.

Для изучения природы тёмной энергии будут применяться четыре основных методики, о которых учёные рассказали в пресс-релизе.

Одной из методик изучения природы тёмной энергии будет наблюдение за сверхновыми (фото NASA, Wikimedia Commons).

Первая заключается в подсчёте количества галактических скоплений. Так как гравитация заставляет все небесные тела притягиваться друг к другу, а тёмная энергия — отталкиваться, подсчёт скоплений галактик, удалённых на миллиарды световых лет от нас, позволит вычислить, какая же из этих сил всё-таки выигрывает.

Вторая методика подразумевает наблюдение за сверхновыми. Эти звёзды при взрыве порой излучают больше света, чем вся галактика, к которой они принадлежат. Их наблюдаемая яркость поможет определить, насколько далеко они находятся от Земли. Эти данные можно использовать для определения того, насколько удалилась сверхновая от нас с момента начала взрыва и до его окончания.

Следующий метод основан на изучении преломления света. Когда свет по пути к Земле сталкивается со сгустками тёмной материи, то он огибает их, и изображения галактик, полученные наземными телескопами, выходят "изогнутыми". Наблюдение за 200 миллионами галактик позволит понять, как распределена тёмная материя в космическом пространстве.

Четырёхметровый телескоп Виктор Бланко — основной инструмент изучения тёмной энергии (фото David walker/Wikimedia Commons).

И, наконец, четвёртая методика заключается в использовании для составления крупномасштабной карты постоянного расширения Вселенной звуковых волн. Спустя всего 400 тысяч лет после Большого взрыва взаимодействия между частицами света и частицами материи породило серию звуковых волн, которые путешествуют по космосу со скоростью, эквивалентной двум третьим от световой. Эти волны повлияли на распределение галактик в пространстве сегодня, а значит, этот момент также необходимо учитывать при изучении расширения Вселенной.

Отметим, что, несмотря на запуск крупномасштабного проекта, учёные порой ставят под вопрос и само существование тёмной энергии. Трудно судить о каком-то явлении, когда не знаешь его природы и не можешь предсказать, как оно себя поведёт в будущем. Прежде всего, необходимо понять, действительно ли тёмная энергия ответственна за расширение Вселенной или же на этот процесс влияет какая-то другая, ещё неизвестная нам сила.

Также по теме:
Раскрыта величайшая астрономическая загадка
Видео: Российские учёные собираются исследовать загадку темной энергии
Вселенная будет расширяться, пока не превратится в мёртвую пустошь
Самая далёкая сверхновая поможет в изучении тёмной энергии
Физики высказали предположение о существовании "тёмных атомов"