Colaborarea DES (Dark Energy Survey) a obținut și examinat cea mai mare hartă a galaxiilor din Univers – circa 220 milioane de galaxii distribuite pe o optime din bolta cerească. Obiectivul este de a înțelege mai bine structura Universului, compoziția acestuia și evoluția de la Big Bang până în prezent.

Modelul cosmologic actual

La oră actuală avem, legat de Univers, un model – așa-numitul model cosmologic standard – care ne spune că Universul s-ar fi născut acum circa 13,8 miliarde de ani în urma Big Bangului – care este încă un fenomen extrem de misterios – nu știm ce și cum  a determinat  nașterea Universului nostru. Acest model ne mai spune și din ce anume ar fi alcătuit Universul: din circa 5% materie normală – stele, planete, găuri negre (chiar dacă nu este încă clar cât de multe sunt acestea), praf și gaz interstelar – cam 25% materie întunecată și 70% energie întunecată.

Universul întunecat este cel mai mare mister al fizicii la ora actuală. Există cu adevărat materie și energie întunecate? Dacă da – din ce anume sunt compuse? În timp ce avem ceva idei legat de materia întunecată – care ar fi compusă din particule care nu interacționează cu cele pe care le cunoaștem decât prin gravitație și poate prin noi interacțiuni încă nedescoperite – energia întunecată, cea care ar fi făcut astfel încât expansiunea Universului să accelereze – este un mister total.

Din acest motiv a avea hărți precise ale Universului – pe baza observațiilor astronomice – și a putea astfel vedea cum este distribuită materia, este extrem de important, întrucât ne ajută să înțelegem mai bine modelul cosmologic și structura Universului.

Colaborarea DES

Colaborarea DES (Dark Energy Survey), o colaborare între circa 400 oameni de știință din 25 de institute de cercetare și universități  din 7 țări – a reușit să facă observații ale universului cu camera Dark Energy Camera cu 570-megapixeli instalată la telescopul de 4 metri la fundației National Science Foundation’s Victor M. Blanco situat în Chile, între anii 2013 și 2019. Au avut în această perioadă 758 de nopți de măsurători. Primele analize de date care se referă la primii trei ani de observații au avut ca rezultat o hartă care conține 226 de milioane de galaxii cam pe o optime a bolții cerești și pe o distanță față de noi de circa 7 miliarde de ani lumină. Aceasta este cea mai mare și mai precisă hartă a galaxiilor din Univers. Pentru realizarea acestei hărți a fost folosit un supercomputer de la National Center for Supercomputing Applications de la University of Illinois (Urbana-Chicago).

Ce ne spun datele?

Datele obținute de colaborarea DES, publicate în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, au fost folosite pentru a studia detalii legate de structura Universului. S-a ajuns astfel la concluzia că se confirmă compoziția Universului precum și concluziile obținute din analiza datelor asupra fondului cosmic de microunde cu satelitul Planck. O analiză însă mai precisă a distribuției galaxiilor în timp (adică pe cei 7 miliarde de ani lumina distanță față de noi) arată cum Universul actual – deci galaxiile cele mai apropiate – ar fi cu câteva procente mai puțin aglomerat decât se credea. Nu este deocamdată o diferență care să schimbe modelul cosmologic însă desigur merită studii dedicate în viitor. 

Studii în viitorul apropiat 

Colaborarea DES a analizat doar jumătate din date – cealaltă jumătate va fi analizată în curând și vom înțelege și mai bine care este distribuția materiei în Univers și dacă modelul cosmologic explică încă bine structura acestuia. În următorii ani, ținând cont că DES a finalizat observarea cerului în 2019, va fi realizat un nou telescop: Rubin Observatory – care va continua aceste măsurători extrem de importante pentru a înțelege Universul din care facem parte.

Rubrică realizată de Cătălina Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi Luminiţa Costea, profesoară de Fizică la Colegiul Naţional „Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe