Gravitationslinsering i galaktiska kluster, som Abell 370, hjälper forskare att mäta fördelningen av mörk materia
Forskarna hoppas att förstå en av de mest kraftfulla hemligheterna i kosmologin och simulera dess effekt på det galaktiska klustret. Det handlar om mörk energi. Man tror att det är hennes makt som gör universet växande snabbare och snabbare. Problemet är att vi inte vet någonting om mörk energi, förutom att det kan vara nästan allt.
Intressant har den mörka energin samma mystiska syster-mörka materia. Det är en osynlig substans som ackumuleras kring galaxer och förhindrar att de roterar separat, vilket ger ytterligare gravitationskraft. Effekten av att skapa ett kluster konkurrerar med en växande expansion från mörk energi. Men att studera arten av denna konfrontation kommer att belysa mörk energi.
Gravitationslinsering
I den moderna världen är det enda sättet att observera mörk materia att söka efter effekter av en gravitationseffekt på annat ämne eller ljus. Ett kraftfullt gravitationsfält kan leda till ljusförvrängning och böjning på långa avstånd. Denna effekt kallas gravitationslinsering. Genom att jämföra mörk materia i delar av rymden kan forskare bestämma hur många kluster av mörk materia finns, liksom hur mörk energi påverkar dem. Men kopplingen mellan gravitationell linsning och ackumulering av mörk materia blir inte lätt. För att tolka data om teleskop behöver du hänvisa till de detaljerade kosmologiska modellerna - matematiska representationer av komplexa system. Forskare är nu engagerade i utvecklingen av en sådan modell, som borde ha tillräcklig noggrannhet för att testa olika hypoteser om mörk energi.
Femte kraften
En av de exotiska teorierna är att den mörka energin är resultatet av den fortfarande oförskattade femte kraften (de andra fyra är gravitation, elektromagnetism, starka och svaga kärnkrafter i atomer). Men den vanligaste hypotesen kallas den kosmologiska konstanten som Albert Einstein ställt fram som en del av den allmänna relativitetsteorin. Man tror att detta är ett allomfattande hav av virtuella partiklar som ständigt framträder och försvinner i universum.
För att utesluta Einsteins hypotes är det nödvändigt att bevisa att mörk materia inte är något permanent. Detta mål drivs i EDECS-projektet. I stället för att modellera processen att skapa ett kluster av gravitationell linsdata, börjar allt med en dynamisk (icke-konstant) hypotes om mörk energi. Som ett resultat kommer forskare att försöka förutse hur mörk materia skulle kondensera (om ideen fungerar).
Närmar gränserna
Det finns oändliga vägar av mörk energi som kan förvandlas i rymden och tiden, även om observationer har tillåtit oss att utesluta många teorier. Nu övergår fokusen till dynamisk mörk energi. Simulering som följer utvecklingen av många partiklar av N-kroppens "mörka materia" kräver att superdatorer arbetar under långa perioder.
Den nya modellen förutsäger att den mörka energi som utvecklas över tiden ska påverka uppkomsten av mörk materia. Detta förändrar i sin tur effektiviteten med vilken galaxer bildas. Prognoser kan testas med teleskop, som LSST (Chile), SKA (Australien och Sydafrika), samt Euclid och WFIRST-uppdrag (IR-teleskop). Om mörk energi visar sig vara ett dynamiskt fenomen, påverkar detta kraftigt kosmologin och vår förståelse för grundläggande fysik.
