Menerangkan perkembangan struktur kosmik

Penyelidikan yang diketuai oleh seorang saintis muda Vietnam di Universiti Michigan (AS) telah menemui bukti bahawa struktur besar dan hubungan antara galaksi di alam semesta berkembang lebih perlahan daripada yang diramalkan oleh Teori Relativiti Umum Einstein.

Dr Nguyen Nhat Minh - Foto: NVCC

Apabila masa berlalu dan alam semesta berkembang, saintis menjangkakan struktur besar di alam semesta – jaringan jirim yang menghubungkan galaksi – berkembang pada kadar yang diramalkan oleh Teori Relativiti Umum Albert Einstein. Kawasan jirim yang tertumpu, seperti gugusan galaksi, menjadi semakin padat, manakala ruang kosong menjadi semakin kosong.

Ketahui lebih lanjut tentang graviti dan tenaga gelap

Penyelidik di Universiti Michigan juga telah menunjukkan bahawa apabila tenaga gelap (sejenis tenaga yang tidak diketahui sifatnya tetapi berleluasa di alam semesta) mempercepatkan pengembangan alam semesta, percanggahan antara teori dan data menjadi semakin jelas. Pengarang utama karya itu ialah Nguyen Nhat Minh - ahli kosmologi muda Vietnam, bekas pelajar jabatan fizik teori Universiti Sains Semula Jadi, Ho Chi Minh City. Penemuan itu diterbitkan dalam Physical Review Letters, jurnal yang menduduki tempat pertama dalam matematik dan fizik oleh Google Scholar. Kerana kepentingan penemuan itu, penyelidikan itu dinilai sebagai karya yang cemerlang oleh pejabat editorial American Physical Society dan telah dilaporkan oleh banyak jurnal fizik antarabangsa. Galaksi bersambung antara satu sama lain di mana-mana di alam semesta seperti sarang labah-labah gergasi. Taburan mereka di angkasa tidak rawak tetapi cenderung untuk menumpukan perhatian bersama. Malah, seluruh rangkaian jirim di alam semesta bermula daripada rumpun kecil jirim di alam semesta awal, secara beransur-ansur berkembang menjadi galaksi individu dan akhirnya membentuk gugusan dan filamen galaksi. Alam semesta bukan sahaja terdiri daripada jirim. Ia berkemungkinan juga mengandungi komponen misteri yang dipanggil tenaga gelap. Tenaga gelap mempercepatkan pengembangan seluruh alam semesta. Apabila tenaga gelap mempercepatkan pengembangan alam semesta, ia mempunyai kesan sebaliknya pada struktur besar. Dr. Nhat Minh menganalisis: "Jika graviti bertindak seperti penguat yang meningkatkan gangguan bahan yang menggalakkannya berkembang menjadi struktur besar, maka tenaga gelap bertindak seperti pengecil yang melemahkan gangguan dan menghalang pertumbuhan struktur ini." Oleh itu, menurut beliau, "dengan memahami bagaimana struktur di alam semesta telah berkumpul dan berkembang, kita dapat memahami lebih lanjut tentang sifat graviti dan tenaga gelap."

Jirim di alam semesta awal secara beransur-ansur digabungkan menjadi struktur kosmik yang besar pada zaman akhir - Ilustrasi: NHAT MINH - MAI THANH

Kami terkejut dengan kekuatan statistik yang tinggi bagi bukti ini untuk penindasan pertumbuhan anomali. Terus terang, rasanya alam semesta cuba memberitahu kita sesuatu. Kini terpulang kepada kami ahli kosmologi untuk menjelaskan penemuan ini.

Profesor Dragan Huterer

Teruskan mengkaji gerakan galaksi

Dr. Nhat Minh dan rakan-rakannya, Profesor Dragan Huterer dan Dr. Yuewei Wen (kedua-duanya dari Universiti Michigan), mengkaji evolusi berasaskan masa bagi struktur besar sepanjang evolusi alam semesta menggunakan pelbagai sumber data penerokaan angkasa lepas. Menurut Michigan News, mereka mula-mula menggunakan latar belakang gelombang mikro kosmik (atau CMB), yang terdiri daripada foton yang dipancarkan sejurus selepas Big Bang yang mencipta alam semesta. Foton ini memberikan gambaran tentang alam semesta awal. Apabila foton mencapai teleskop kita, laluan mereka boleh dibengkokkan oleh tarikan graviti struktur besar di sepanjang laluan mereka. Dengan mengkaji fenomena ini, penyelidik boleh menyimpulkan struktur dan taburan jirim di alam semesta. Ahli kosmologi telah mengambil kesempatan daripada fenomena "cahaya dari galaksi latar belakang yang jauh diherotkan oleh interaksi graviti dengan jirim di antara mereka dan teleskop," menyahkod herotan untuk menentukan cara jirim diagihkan antara kita dan galaksi latar belakang yang jauh. "Perkara yang penting ialah latar belakang gelombang mikro kosmik dan galaksi latar belakang terletak pada jarak yang berbeza dari teleskop kami, jadi kanta graviti graviti yang lemah galaksi memberi kami maklumat tentang pengedaran jirim di alam semesta pada masa yang lebih dekat dengan kami daripada maklumat tentang pengedaran jirim yang disimpulkan daripada kanta graviti lemah latar belakang gelombang mikro kosmik, "jelas Nhat Minh kepada Michigan News. Untuk mengesan perkembangan struktur pada masa yang lebih lewat, ahli kosmologi terus mengkaji gerakan galaksi di alam semesta yang berdekatan. Apabila galaksi berada dalam pengaruh graviti struktur kosmik, gerakan mereka memberikan maklumat yang berkaitan secara langsung dengan pembangunan struktur itu.

Hasil penyelidikan baharu menerangkan "Percanggahan S8"?

Penemuan baru para penyelidik boleh menyelesaikan apa yang dipanggil "Kontroversi S8" dalam kosmologi. S8 ialah parameter yang menerangkan pertumbuhan struktur di alam semesta. Perselisihan itu timbul apabila saintis menggunakan dua kaedah berbeza untuk menentukan nilai S8, dan nilai yang diperoleh daripada dua kaedah itu tidak bersetuju. Kaedah pertama, yang menggunakan foton daripada latar belakang gelombang mikro kosmik, menunjukkan nilai S8 yang lebih tinggi daripada nilai yang disimpulkan daripada pengukuran kanta graviti lemah (yang meregangkan dan meledingkan bentuk galaksi yang diperhatikan) dan pengelompokan galaksi. Tiada kaedah mengukur pertumbuhan struktur pada masa ini. Sebaliknya, mereka mengkaji struktur pada masa yang lebih awal dan kemudian mengekstrapolasi ke masa sekarang, dengan mengandaikan model standard adalah model alam semesta yang betul. Struktur yang diperoleh daripada latar belakang gelombang mikro kosmik adalah dekat dengan alam semesta awal, manakala struktur yang diperoleh daripada kanta graviti dan pengelompokan galaksi berada di alam semesta kemudian, lebih dekat dengan masa sekarang. Menurut Dr. Nhat Minh, penemuan penyelidik mengenai penindasan pertumbuhan jirim dan struktur dalam tempoh akhir alam semesta akan menjadikan dua nilai S8 daripada kedua-dua ukuran itu benar-benar konsisten antara satu sama lain.

Tuoitre.vn