DESI bevestigt de voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie
Astronomen die het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) gebruiken, een ultramodern instrument dat is gemonteerd op de Nicolas U. Mayall 4 meter telescoop van het Kitt Peak National Observatory in de Verenigde Staten, hebben in kaart gebracht hoe bijna 6 miljoen sterrenstelsels zich in 11 miljard jaar kosmische geschiedenis hebben geclusterd. Hun resultaten vormen een van de strengste testen tot nu toe van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein.
Algemene relativiteit is zeer goed getest op de schaal van zonnestelsels maar we moesten ook testen of onze aanname op veel grotere schaal werkt, aldus de onderzoekers.
Door de snelheid te bestuderen waarmee sterrenstelsels zijn ontstaan kunnen astronomen theorieën direct testen en tot nu toe komen we overeen met wat algemene relativiteit voorspelt op kosmologische schaal.
In hun nieuwe onderzoek ontdekten de astrofysici dat zwaartekracht zich gedraagt zoals voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein.
Het resultaat valideert het leidende model van het heelal en beperkt mogelijke theorieën over gemodificeerde zwaartekracht, die zijn voorgesteld als alternatieve manieren om onverwachte waarnemingen te verklaren, zoals de versnellende expansie van het heelal die doorgaans wordt toegeschreven aan donkere energie.
De complexe analyse gebruikte bijna 6 miljoen sterrenstelsels en quasars en laat onderzoekers tot 11 miljard jaar terug in de tijd kijken.
De resultaten van vandaag bieden een uitgebreide analyse van DESI’s eerste jaar aan gegevens, die in april de grootste 3D-kaart van ons heelal tot nu toe maakte en hints onthulde dat donker energie zich in de loop van de tijd zou kunnen ontwikkelen.
De resultaten van April keken naar een bepaald kenmerk van hoe sterrenstelsels clusteren, bekend als baryonische akoestische oscillaties.
De nieuwe analyse verbreedt de reikwijdte door te meten hoe sterrenstelsels en materie op verschillende schalen in de ruimte zijn verdeeld.
De studie leverde ook verbeterde beperkingen op voor de massa van neutrino’s, de enige fundamentele deeltjes waarvan de massa nog niet nauwkeurig is gemeten.
Neutrino’s beïnvloeden het clusterpatroon van sterrenstelsels licht, maar dit kan worden gemeten met de kwaliteit van de DESI-gegevens.
De DESI-beperkingen zin tot nu toe het strengste en vormen een aanvulling op de beperkingen van laboratoriummetingen.
Het onderzoek vereiste maanden van extra werk en kruiscontroles. Net als de vorige studie werd een techniek gebruikt om de resultaten tot het einde voor wetenschappers verborgen te houden, waardoor onbewuste vooroordelen werden verminderd.
Dit onderzoek is onderdeel van een van de belangrijkste projecten van het DESI-experiment: leren over de fundamentele aspecten van ons heelal op grote schaal, zoals de verdeling van materie en het gedrag van donkere energie, evenals fundamentele aspecten van deeltjes, aldus de onderzoekers.
Door de evolutie van de materieverdeling in het heelal te vergelijken met bestaande voorspellingen, waaronder Einsteins algemene relativiteitstheorie en concurrerende theorieën, worden de mogelijkheden voor zwaartekrachtmodellen vergroot.
Donkere materie vormt ongeveer een kwart van het heelal en donkere energie nog eens 70% en astronomen weten eigenlijk nog steeds niet wat beide zijn.
Het idee was dat men foto’s van het heelal kan maken en deze grote, fundamentele vragen kan aanpakken is verrassend, aldus het onderzoeksteam.
Het DESI-samenwerkingsverband heeft hun resultaten in verschillende artikelen gedeeld op de arXiv.org-preprintserver.
Eerste publicatie: 21 november 2024
Bron: sci-news & anderen
