Pět let trvalo, než vznikla nejkvalitnější mapa kosmu, která zachycuje 47 milionů galaxií. Vědci ji chtějí využít pro pochopení toho, jak se chová a jak je rozložená takzvaná temná energie, která tvoří většinu vesmíru. Sběr dat reálně trval kratší dobu, než bylo v plánu, celý proces totiž narušila covidová pandemie.
V noci na letošní 15. duben se pět tisíc optických vláken přístroje DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) zaměřilo na malý výsek oblohy poblíž Malého vozu. Sbíral fotony, které na něj dopadaly z hvězd, jež se ze Země jevily jenom jako nepatrné tečky. Když pak vyšlo slunce, astronomové na observatoři se rozjásali, protože právě úspěšně zmapovali celou oblast, kterou měl DESI prozkoumat: přes 47 milionů galaxií a dvacet milionů hvězd.
Původně pětiletý průzkum, který byl dokončený před plánovaným termínem a přinesl mnohem více dat, než se očekávalo, vytvořil největší datovou 3D mapu vesmíru ve vysokém rozlišení, jaká kdy vznikla. Vědci teď tuto mapu informací budou využívat k výzkumu temné energie. Ta tvoří asi 70 procent vesmíru, pohání jeho zrychlující se rozpínání a pro experty pořád ještě zůstává záhadou.
Pět let pozorování experimentu DESI v půlminutě:
Porovnáním toho, jak se galaxie shlukovaly v minulosti s jejich aktuálním rozložením, vědci vysledovali vliv temné energie v průběhu 11 miliard let kosmické historie. Překvapivé výsledky z prvních tří let sběru dat projektu DESI naznačily, že temná energie, považovaná za „kosmologickou konstantu,“ se v průběhu času možná vyvíjí.
S kompletním souborem dat za pět let budou mít vědci k dispozici podstatně více informací, aby mohli ověřit, jestli se tento náznak vytratí, nebo naopak zesílí. Pokud se potvrdí, znamenalo by to zásadní posun v chápání vesmíru a jeho možného osudu, který závisí na rovnováze mezi hmotou a temnou energií.
- Lidé žijí v prostoru, který je tvořený hmotou – tedy atomy. Ty ale tvoří jen asi 4,6 procenta kosmu.
- Dalších 23 procent kosmu je tvořeno takzvanou temnou hmotou.
- A drtivá většina vesmíru je pro lidstvo zcela neviditelná, 72 procent z něj totiž tvoří takzvaná temná energie.
Znepokojivé konsekvence
Proč mohou být tyto výsledky pro vědu tak znepokojivé? Důvodů je více. Zaprvé DESI zpochybnil jeden z nejzákladnějších pilířů standardního kosmologického modelu — Einsteinovu kosmologickou konstantu. Standardní model předpokládá, že příčina zrychlující se expanze vesmíru, tedy temná energie, si při rozšiřování vesmíru udržuje dokonale konstantní hustotu energie . Analýza dat z prvních tří let provozu DESI ale naznačila, že temná energie se naopak vyvíjí a že tedy není konstantní — což by byl zásadní objev, který by na hlavu převrátil standardní model kosmologie. Jenže právě ten byl dosud potvrzen prakticky všemi ostatními pozorováními.
Senzory experimentu DESI:
Problém je, že výsledky DESI zatím nestačí k tomu, aby se daly považovat za definitivní. Statistická významnost zjištění není dostatečně vysoká a bylo by třeba výsledek potvrdit nezávislým průzkumem, aby mohl být považován za skutečně věrohodný. Věda se tak ocitá v nepříjemné situaci – stávající model funguje, ale s trhlinami, které nelze jednoduše ignorovat ani snadno opravit.
Královský projekt
Snaha projektu DESI pochopit temnou energii je jedním z největších vědeckých projektů současnosti – pracuje na něm totiž na devět stovek špičkových vědců ze 70 institucí. Projekt řídí Lawrence Berkeley National Laboratory spadající pod ministerstvo energetiky USA. DESI je namontovaný na čtyřmetrovém dalekohledu v Arizoně.
„Průzkum DESI byl mimořádně úspěšný,“ tvrdí Michael Levi, ředitel DESI a vědec v Berkeley Lab. „Přístroj fungoval lépe, než se očekávalo. Výsledky jsou neuvěřitelně vzrušující. A velikost a rozsah mapy a rychlost, s jakou jsme ji dokázali vytvořit, jsou fenomenální. Oslavíme dokončení původního průzkumu a pak se pustíme do práce na zpracování dat, protože jsme všichni zvědaví, jaká nová překvapení na nás čekají,“ nastínil badatel další postup.
Tento výzkum je důležitý proto, že se v jeho výsledcích skrývají informace o tom, jak jsou rozložené galaxie, jak jsou v kosmu rozložené záhadné temná hmota a temná energie a jak se vlastně vesmír vyvíjí. Vědci teď budou vytvářet podle těchto údajů simulace vesmíru, budou tvořit nové mapy a katalogy galaxií. První výsledky týkající se temné energie z celého období průzkumu DESI se očekávají příští rok. Mezitím vědci z DESI pokračují v analýze dat z prvních tří let průzkumu, zdokonalují měření temné energie a odhalují další výsledky týkající se struktury a vývoje vesmíru.
