Исследование темной энергии с помощью космических телескопов (Dark Energy from a Space-Based Platform)
Авторы: Adam Riess и др.
A White Paper Submitted to the Decadal Survey Committee
Astro2010
Две группы ученых в 1998г при анализе свойств далеких сверхновых вместо постепенного замедления обнаружили ускоренное расширение Вселенной (Riess и др. 1998, Perlmutter и др. 1999), которое доминирует последние 6-7млрд лет. Это ускоренное расширение объясняется действием темной энергии.
В дальнейшем это открытие независимо подтвердилось при наблюдениях реликтового излучения спутником WMAP, при анализе свойств скоплений галактик на разных красных смещениях, а также интегрального эффекта Сакса-Вольфа (влияние изменяющегося гравитационного потенциала от растущей крупномасштабной структуры Вселенной на длины волн детектируемых фотонов реликтового излучения).
Обнаружение темной энергии поставило перед астрофизиками проблемы: является ли темная энергия энергией вакуума?, или это какое-то скалярное поле?, или где-то перестает “работать” теория относительности? Если в прошлом плотность темной материи и темной энергии существенно отличались, то почему сейчас это величины одного порядка?, как влияет темная энергия на происхождение и судьбу Вселенной?, действует ли космологический принцип (т.е. независимость свойств Вселенной от положения наблюдателя)? Как темная энергия влияет на образование структур типа скопления галактик и войдов? Может ли темная энергия указать на существование многомерных бран (в теории струн) или мультиверса (множественности вселенных)?
В ближайшее десятилетие для изучения темной энергии планируют использовать космический телескоп Joint Dark Energy Mission (JDEM) (
http://jdem.gsfc.nasa.gov/ ), ввод в эксплуатацию ориентировочно в 2015г.
Планируется реализация проекта JDEM BAO – анализ процессов распространения звуковых волн от начальных возмущений плотности (на ранних стадиях расширения Вселенной), которые должны были “наложить отпечаток” на пространственное распределение первых скоплений галактик). Для этого детально изучат свойства скоплений галактик на z=0,7…2 (т.е. на расстоянии от ~6 до 10млрд св.лет от нас) по спектрам более 200млн галактик.
Продолжится накопление и анализ свойств сверхновых Ia, используемых в качестве индикаторов расстояний до галактик на больших красных смещениях, при этом для калибровки их светимостей будут использовать все более далекие цефеиды. Планируется получить данные о ~1000 сверхновых Ia на z>0,8.
Кроме того, планируют использовать данные о распределении плотности вещества из слабого гравитационного линзирования скоплений галактик (искажение изображений далеких фоновых галактик гравитацией близких массивных скоплений): комбинирование данных о распределении плотности вещества в скоплениях с темпом роста крупномасштабной структуры позволит ограничить возможные свойства темной энергии.
http://www8.nationalacademies.org/astro2010/publicview.aspxПодробнее о темной энергии на русском языке, например, здесь:
http://www.atheismru.narod.ru/science/popular/luk_mih.htm
