Νέα Μέθοδος Υπολογισμού της Σκοτεινής Ενέργειας

Οι μεγαλύτερες κοσμικές δομές στο Σύμπαν (ομάδες, σμήνη, και υπερσμήνη γαλαξιών) χρησιμοποιούνται εδώ και καιρό ως ένα από τα βασικά εργαλεία της παρατηρησιακής κοσμολογίας. Ένας καινούριος τρόπος παρατήρησής τους υπόσχεται να ενισχύσει την κατανόησή μας ενός από τα πιο μυστηριώδη συστατικά του Σύμπαντος: της σκοτεινής ενέργειας. Σε ένα διαστελλόμενο σύμπαν οποιαδήποτε σύνθεσης, η μέση πυκνότητα της ύλης εντός της ακτίνας στην οποία η δομή αποσπάται από την κοσμική διαστολή (μια ακτίνα η οποία ονομάζεται “ακτίνα ανστροφής"), έχει μια παγκόσμια σταθερή τιμή: είναι η ίδια για όλες τις κοσμικές δομές σε δεδομένο κοσμικό χρόνο, ανεξαρτήτως από τη μάζα ή την πρότερη ιστορία της δομής. Σε μια πρόσφατη δημοσίευση, επιστήμονες του ΙΑ-ΙΤΕ, υπό τον συντονισμό της Β. Παυλίδου, έδειξαν ότι η εξέλιξη με το χρόνο αυτής της “μέσης πυκνότητας αναστροφής” μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παράσχει μετρήσεις των τιμών των κοσμολογικών παραμέτρων ανεξάρτητες από αυτές που έχουμε ως τώρα. Η πυκνότητα μεταστροφής προσφέρει κατ΄αυτόν τον τρόπο μία καινούρια μέθοδο για τη μελέτη των πολύ μεγάλων καταλόγων κοσμολογικών δεδομένων, τόσο των υπάρχοντων όσο και όσων αναμένονται προσεχώς. 

Evolution of the turnaround density with redshift z, for Ωm = 0.315 and different values of ΩΛ.
Κοσμική εξέλιξη της πυκνότητας αναστροφής συναρτήσει της μετατόπισης στο ερυθρό (redshift z) για Ωm = 0.315 και διαφορετικές τιμές του ΩΛ. Το μωβ σκιασμένο κουτί δείχνει την ακρίβεια με την οποία μπορεί να μετρηθεί η μέση πυκνότητα αναστροφής αν χρησιμοποιηθούν 100 σμήνη γαλαξιών σε redshift 0.3 με σχετική ακρίβεια 50% στο καθένα, δείχνοντας την διακριτική ισχύ ενός τέτοιου πειράματος. 
​​​​​

 

Article: V. Pavlidou, G. Korkidis, T. Tomaras and D. Tanoglidis, Turnaround density as a probe of the cosmological constant, A&A, 638, L8 (2020).