Astronomii de la Sloan Digital Sky Survey au anunţat recent că au determinat rata cu care se extindea Universul, atunci când se afla la o pătrime din vârsta actuală, cu o precizie neegalată, de 2 procente. Aceasta este cea mai bună măsurătoare de până acum a ratei de expansiune a Universului în orice epocă din ultimii 13 miliarde de ani. Oamenii de ştiinţă au prezentat măsurătoarea în aprilie 2014 în cadrul unei prezentări efectuate la American Physical Society, Savannah, Georgia.
Astronomii de la Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), cea mai mare componentă a celei de a treia Sloan Digital Sky Survey, au efectuat noua măsurătoare prin studierea a 140.000 de obiecte extragalactice strălucitoare numite quasari. În tehnica ai cărei pionieri sunt, au folosit quasari pentru a cartografia distribuţia hidrogenului gazos intergalactic, ceea ce le-a oferit o înţelegere asupra ratei de expansiune a Universului.
Ilustraţie de Zosia Rostomian, Lawrence Berkeley National Laboratory şi Andreu Font-Ribera, din echipa BOSS Lyman-alpha, de la Berkeley Lab
Această rată s-a schimbat de-a lungul istoriei. Oamenii de ştiinţă credeau că, odată cu trecerea timpului, forţa gravitaţiei ar putea să o încetinească. Totuşi, în decursul ultimilor 6 miliarde de ani, de fapt ea a accelerat. Oamenii de ştiinţă cred că energia întunecată este cauza acestei accelerări misterioase. Măsurarea schimbărilor ratei expansiunii Universului în timp este cheia înţelegerii cauzei acestora.
"Prin sondarea Universului când el se afla la numai o pătrime din vârsta actuală, BOSS a plasat o bornă cheie pentru comparaţia cu măsurători mai recente ale expansiunii, când a pus stăpânire energia întunecată", spune Timothée Delubac de la Centre de Saclay în Franţa, care a condus una dintre echipele BOSS ce au cooperat la efectuarea măsurătorilor.
Hidrogenul gazos este distribuit în Univers într-un model de densităţi alternante, neuniforme. Pe măsură ce lumina de la quasari îndepărtaţi traversează Universul, porţiunile mai dense de hidrogen gazos absorb o parte din ea la o lungime de undă caracteristică. Pe măsură ce Universul se dilată, lumina ce îl străbate este întinsă şi fiecare următoare zonă de hidrogen îşi lasă amprenta de absorbţie la o lungime de undă diferită. Când lumina ajunge pe Pământ, astronomii îi analizează spectrul pentru a găsi semnăturile zonelor de hidrogen gazos pe care le-a întâlnit în cale.
Echipa lui Delubac a studiat modelele în hidrogenul gazos pentru a măsura distribuţia masei acestuia în Universul tânăr. Cealaltă echipă, condusă de Andreu Font-Ribera de la Lawrence Berkeley National Laboratory, a comparat distribuţia quasarilor cu distribuţia hidrogenului gazos pentru a măsura distanţele. Împreună, cele două analize au stabilit că în urmă cu 10,8 miliarde de ani Universul se dilata cu 1 procent la fiecare 44 de milioane de ani.
Cu alte cuvinte, spune Font-Ribera "Dacă ne uităm în urmă la Univers, când galaxiile erau de trei ori mai apropiate decât sunt astăzi, am vedea că o pereche de galaxii aflate la o distanţă de un milion de ani-lumină s-ar îndepărta una de cealaltă cu o viteză de 68 de kilometri pe secundă odată cu expansiunea Universului".
Traducere de Marian Stănică după expanding-universe-measured-with-precision cu acordul editorului
