Pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Rachel Mandelbaum dari Universiti Carnegie Mellon telah dapat membuat peta yang paling terperinci dan luas mengenai taburan bahan tiga dimensi di Alam Semesta, dan, dengan menggunakan data Hyper Suprime-Cam (HSC), secara signifikan meningkatkan rangkaian pengetahuan manusia mengenai tenaga gelap. Kajian ini dihantar untuk diterbitkan oleh Astronomical Society of Japan.
Alam Semesta moden adalah koleksi pelbagai lokasi. Ketika alam semesta telah berkembang selama 14 bilion tahun yang lalu, galaksi dan benda gelap terus digabungkan oleh graviti, mewujudkan pemandangan yang lebih terpecah-pecah dengan gumpalan jirim yang lebih padat dan lompang besar.
Kekuatan graviti yang menarik bahan bersama juga mempengaruhi bagaimana kita dapat melihat objek astronomi. Ketika cahaya bergerak dari galaksi yang jauh ke Bumi, tarikan graviti bahan lain di jalannya, termasuk jirim gelap, membengkokkan cahaya. Akibatnya, gambar galaksi yang ditunjukkan teleskop kepada kita sedikit terdistorsi – fenomena yang disebut lensa graviti yang lemah. Dalam penyimpangan ini terdapat sejumlah besar maklumat, sebuah gudang pengetahuan untuk para saintis yang berusaha untuk lebih memahami penyebaran jirim di Alam Semesta dan mencari definisi mengenai sifat tenaga gelap.
Peta HSC, berdasarkan data dari teleskop Subaru Jepun di Hawaii, membolehkan para penyelidik mengukur penyimpangan graviti dalam gambar sekitar 10 juta galaksi.
Teleskop Subaru telah membolehkan para saintis melihat galaksi lagi pada waktunya jauh lebih baik daripada pada pemerhatian sebelumnya. Sebagai contoh, Pemerhatian Misi Gelap Tenaga Gelap membolehkan kawasan langit yang jauh lebih besar dianalisis dengan tahap ketepatan yang serupa daripada HSC, tetapi hanya meliputi alam semesta yang berdekatan. Walaupun HSC mempunyai jarak yang lebih sempit, pandangannya lebih terperinci, membolehkan para penyelidik melihat galaksi yang lebih lemah dan membuat peta yang lebih jelas mengenai penyebaran bahan gelap.
Pasukan penyelidik membandingkan peta mereka dengan turun naik yang diberikan oleh pemerhatian satelit agensi angkasa Planck dari hari-hari awal alam semesta. Pengukuran HSC sedikit lebih buruk, tetapi secara statistik tetap sesuai dengan pemerhatian Planck. Fakta bahawa kajian HSC dan lensa lemah lain mendapati hasil yang lebih rendah daripada Planck menimbulkan persoalan mengejutkan sama ada tenaga gelap benar-benar berkelakuan seperti pemalar kosmologi Einstein dalam komuniti saintifik.
“Peta kami memberi kami idea yang lebih baik tentang berapa banyak tenaga gelap yang ada dan memberitahu kami sedikit lebih banyak mengenai sifatnya dan bagaimana ia mempercepat pengembangan alam semesta,” kata Mandelbaum. HSC adalah tambahan yang bagus untuk pemerhatian lain. Menggabungkan data projek akan menjadi alat yang ampuh dan membolehkan kita mengungkap lebih banyak lagi mengenai sifat bahan gelap dan tenaga gelap. '
Mengukur herotan yang disebabkan oleh lensa graviti yang lemah bukanlah tugas yang mudah. Kesannya agak kecil, dan penyimpangan dalam bentuk galaksi juga boleh disebabkan oleh atmosfera, teleskop, dan alat pengesan. Untuk mendapatkan hasil yang tepat, penyelidik perlu mengetahui bahawa mereka hanya mengukur kesan lensa lemah.
Mandelbaum, seorang profesor fizik bersekutu dan ahli Pusat Kosmologi McWilliams di Carnegie Mellon, adalah pakar dalam mengawal penyimpangan luaran ini. Dia dan pasukannya membuat simulasi terperinci data tinjauan HSC dari gambar dari Teleskop Angkasa Hubble. Dengan model-model ini, mereka dapat menerapkan pembetulan bentuk ke galaksi untuk menghilangkan penyimpangan bentuk yang disebabkan oleh kesan selain lensa.
Hasil yang dibentangkan adalah hasil kerja dari awal misi. Sekiranya kajian HSC mengumpulkan data selama lima tahun, ia akan memberikan lebih banyak maklumat mengenai tingkah laku tenaga gelap, serta memberikan data baru mengenai evolusi galaksi dan kelompok galaksi besar di angkasa lepas, akan memungkinkan kajian objek seperti supernova, untuk mengkaji dengan lebih terperinci galaksi kita sendiri, Bima Sakti Jalan.
