Астрономы использовали данные обсерватории Чандра, Планка и большого количества оптических телескопов для разработки нового мощного метода изучения темной энергии, таинственной энергии, которая в настоящее время вызывает ускорение расширения Вселенной.
Этот метод использует наблюдения за воспринимаемыми скоплениями галактик, крупнейшими структурами во Вселенной, связанными гравитацией, которые показывают сходство в профилях и размерах рентгеновских лучей. Более массивные скопления галактик — это просто «увеличенная версия» меньших. Это позволяет астрономам сравнивать их и определять их расстояния на протяжении миллиардов световых лет.
Используя скопления галактик в качестве маркера расстояния, астрономы могут измерить, насколько быстро Вселенная расширялась на разных этапах жизни, начиная с Большого взрыва. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, скорость расширения определяется свойствами темной энергии и количеством материи во Вселенной, большую часть которой составляет невидимая темная материя.
Если бы предполагаемые космологические параметры были неверны, то далекие скопления галактик были бы больше или меньше, чем предсказывалось. Космологические параметры настраиваются таким образом, чтобы разные скопления с разными массами и расстояниями казались похожими. Недавние результаты подтвердили предыдущие исследования о том, что свойства темной энергии не изменились за миллиарды лет. Они также поддерживают идею о том, что темная энергия является лучшим объяснением космологической постоянной и соответствует энергии пустого пространства.
Ученые изучили 320 скоплений галактик, находящихся на расстоянии от 760 миллионов до 8,7 миллиардов световых лет от Земли. Эти расстояния охватывают эпоху, когда темная энергия замедляла расширение Вселенной только для того, чтобы ускорить его. Чтобы определить более точные результаты, чем от самого спутника «Чандра», астрономы объединили эти данные с информацией о скорости расширения Вселенной из оптических наблюдений сверхновых и от Планка, изучающего космическое фоновое излучение, оставшееся после Большого взрыва.
Природа темной энергии — одна из величайших загадок современной физики. Создание инструментов для изучения его свойств очень важно, поскольку разные методы могут давать разные предположения. Новая техника может обеспечить значительный прогресс в понимании природы темной энергии.