Evreni ölçmek için kümelerin gölgelerini kullanma

Gökbilimciler, karanlık madde ve karanlık enerjinin kökenlerini anlamak için sofistike bir simülasyon seti, galaksi kümelerinin oluşumuna ilişkin gelişmiş bir makine öğrenimi modeli ve galaksiler arasındaki egzotik bir ilişki kullanmaya başladılar.

Sunyaev Zel’dovich etkisini hiç duymadığınızı tahmin ediyorum ve bu gayet iyi. Galaksilerin, grupların ve kümelerin haritalarını çıkarmak nispeten anlaşılmaz bir kozmolojik numaradır. Etki, mekanizmayı ilk kez bulan iki Rus bilim adamının adını almıştır. Etki işe yarıyor çünkü evrenimiz, evren sadece 380.000 yaşındayken arta kalan radyasyon formu olan kozmik mikrodalga arka plana batırılmış durumda. Bu radyasyon, radyasyonu mikrodalga rejimine sokan mutlak sıfırın yaklaşık 3 derece üzerinde bir sıcaklıkla nispeten soğuktur.

Bu eski ışık, teleskoplarımıza giderken kozmosta süzülürken, ara sıra bir gökada grubundan veya kümesinden geçer. Bu kümeler ve grupların içinde çok sıcak gaz yüzer. Bazen bu gaz kozmik mikrodalga arka planından geçen bir fotona çarpar ve onu daha yüksek bir enerjiye yükseltir. Kozmik mikrodalga arka planın haritalarını oluşturduğumuzda, grupları ve kümeleri arka planın üzerinde hafif sıcak küçük noktalar olarak görürüz. Bu teknik, inanılmaz derecede uzak kümeleri ve grupları, hatta başka yollarla doğrudan gözlemlemek için çok uzakta olanları bile haritalandırmamızı sağlar.

Gökbilimciler ve kozmologlar, maddenin evrendeki dağılımını anlamak için bu araştırmaları kullanmayı çok isterler; bu, karanlık madde ve karanlık enerjinin doğasını açığa çıkarmamıza yardımcı olabilir. Ancak kümeler ve galaksiler inanılmaz derecede karmaşık yerlerdir ve onları karanlık madde ve karanlık enerjiyi ortaya çıkarmak için kullanmadan önce kümelerin ve grupların içindeki gazı sıcak yapan tüm fiziği anlamamız gerekir. En önemli süreçlerden biri, malzemenin süper kütleli kara deliklere düştüğü, ancak yutulmadan önce yüksek enerjili parçacıklar ve radyasyon patlamaları şeklinde grup ve küme ortamına fırlatıldığı geri bildirimdir.

Kozmologlar, neler olup bittiğini anlamak için uzun süredir bu etkilerin son derece ayrıntılı simülasyonlarını kullanıyorlar. Ancak gerçekten güvenilir bir evren modeli oluşturmak için, tüm olasılıkları keşfetmek üzere birçok farklı türde parametreye sahip birçok farklı simülasyona ihtiyacımız var. Ve sonra tüm bu farklı olasılıkları gözlemlediklerimizle ilişkilendirmeli ve bunu karanlık madde ve karanlık enerjinin özelliklerini ortaya çıkarmak için kullanmalıyız.

Bu son adıma ulaşmak için bir araştırma ekibi, karanlık madde ve karanlık enerji özelliklerini evrende Sunyaev Zel’dovich etkisi ile gerçekte gözlemlediğimiz şeyle ilişkilendirmek için CAMELS simülasyon takımını ve gelişmiş bir makine öğrenimi algoritmasını kullandı. Atacama Kozmoloji Teleskopu’ndaki Karanlık Enerji Araştırması teleskopunu kullanarak gerçek gözlemlerle bu bağlantıları kurmaya yeni başlıyorlar. Umut, bu çizgiler boyunca gelecekteki araştırmaların, evrenin bu karanlık gizemlerinin doğasına çok önemli bir pencere sunmasıdır.