Kolaborasi DESI melakukan eksperimen inovatif untuk memahami perluasan dan percepatan alam semesta. Pekerjaan mereka dengan instrumen DESI telah memungkinkan mereka memetakan kosmos dari tahap paling awal hingga saat ini, menantang model alam semesta yang sudah ada. Temuan awal menunjukkan masih banyak yang perlu diketahui tentang energi gelap dan percepatan kosmik. Pendekatan inovatif proyek ini, termasuk analisis yang sepenuhnya buta, memastikan bahwa kesimpulan mereka didasarkan pada data yang tidak bias, sehingga membuka jalan bagi penemuan astrofisika di masa depan. Kredit: SciTechDaily.com
Itu DESI Kolaborasi ini mengkaji percepatan perluasan alam semesta melalui pemetaan komprehensif dari tahap awal hingga saat ini. Temuan mereka menantang model kosmik tradisional dan memberikan wawasan baru tentang energi gelap, sekaligus memanfaatkan metode penelitian yang inovatif dan tidak memihak.
Sebuah tim peneliti, termasuk astrofisikawan dari The University of Texas di Dallas, sebagai bagian dari kolaborasi Instrumen Spektroskopi Energi Gelap (DESI), memimpin eksperimen inovatif yang bertujuan mengeksplorasi perluasan dan percepatan alam semesta.
Mustapha Ishak-Boushaki, profesor fisika di Sekolah Ilmu Pengetahuan Alam dan Matematika (NSM) di UT Dallas, adalah anggota kolaborasi DESI, sebuah kelompok internasional yang terdiri lebih dari 900 peneliti dari lebih dari 70 institusi di seluruh dunia yang bergerak dalam bidang multi-bidang. -eksperimen disiplin. tahun untuk meningkatkan pemahaman tentang sejarah dan nasib kosmos.
Pada tanggal 4 April, Isaac-Boushaki mempresentasikan analisis data tahun pertama yang dikumpulkan oleh eksperimen DESI pada pertemuan American Physical Society di Sacramento, California, bersama dengan dua ilmuwan DESI lainnya. Ishak-Boushaki menjelaskan hasil kosmologis yang disimpulkan dari data DESI dan implikasinya terhadap alam semesta. Para peneliti juga membagikan hasil pengumpulan data tahun pertama di beberapa makalah yang diposting di situs pracetak arXiv.
Peran Instrumen DESI
Instrumen DESI, yang terletak di Observatorium Nasional Kitt Peak (KPNO) di Arizona, mengumpulkan cahaya dari bagian terjauh di alam semesta, memungkinkan para ilmuwan memetakan kosmos seperti masa mudanya dan melacak evolusinya hingga apa yang diamati saat ini. Memahami bagaimana alam semesta berevolusi berkaitan dengan bagaimana alam semesta berakhir dan salah satu misteri terbesar dalam fisika: Apa yang melatarbelakangi pengamatan bahwa perluasan alam semesta semakin cepat?
Analisis pengumpulan data tahun pertama DESI menegaskan dasar-dasar dari apa yang diyakini para ilmuwan sebagai model alam semesta terbaik, namun hal ini juga mengisyaratkan bahwa masih banyak yang harus dipelajari tentang penyebab mendasar percepatan kosmik, penemuan yang menghasilkan Hadiah Nobel. Hadiah bidang fisika pada tahun 2011.
DESI telah menciptakan peta 3D terbesar di alam semesta kita hingga saat ini. Bumi berada di tengah-tengah potongan tipis peta penuh ini. Pada bagian yang diperbesar, mudah untuk melihat struktur dasar materi di alam semesta kita. Kredit: Kolaborasi Claire Lamman/DESI; paket peta warna khusus oleh cmastro
Percepatan kosmik menjadi masalah karena berlawanan dengan cara gravitasi, yang menyebabkan benda-benda bermassa tertarik bersama, diamati bekerja di tata surya kita dan ruang angkasa di sekitarnya.
“Gravitasi menyatukan materi, jadi saat kita melempar bola ke udara, gravitasi bumi menariknya ke bawah menuju planet,” kata Ishak-Boushaki. “Namun dalam skala terbesar, alam semesta bertindak berbeda. Ia bertindak seolah-olah ada sesuatu yang menjijikkan yang mendorong alam semesta dan mempercepat perluasannya. Ini adalah misteri besar dan kami sedang menyelidikinya dari berbagai sudut. Apakah itu energi gelap yang tidak diketahui di alam semesta, atau modifikasi teori gravitasi Albert Einstein dalam skala kosmologis?”
Menjelajahi Energi Gelap dan Perluasan Alam Semesta
Energi gelap dianggap oleh banyak ilmuwan memainkan peran penting dalam percepatan kosmik, namun hal ini belum dipahami dengan baik. Beberapa orang berteori bahwa ini adalah konstanta kosmologis – sebuah sifat intrinsik ruang yang mendorong percepatan.
Untuk mempelajari dampak energi gelap selama 11 miliar tahun terakhir, kelompok DESI telah menciptakan peta 3D kosmos terbesar yang pernah dibuat menggunakan pengukuran paling presisi hingga saat ini. Ini adalah pertama kalinya para ilmuwan mengukur sejarah perluasan alam semesta muda dengan presisi lebih dari 1%.
Model pamungkas alam semesta dikenal sebagai Lambda-CDM. Ini termasuk materi biasa dan jenis materi yang jarang berinteraksi yang disebut materi gelap dingin (CDM) dan energi gelap, yang dikenal sebagai Lambda. Baik materi maupun energi gelap membentuk cara alam semesta mengembang, namun dengan cara yang berlawanan. Melalui tarikan gravitasi, materi dan materi gelap memperlambat ekspansi, sementara energi gelap mempercepatnya. Jumlah masing-masingnya mempengaruhi bagaimana alam semesta berevolusi. Model ini efektif dalam memvalidasi hasil eksperimen sebelumnya dan menggambarkan bagaimana alam semesta terlihat dari waktu ke waktu, kata Ishak-Boushaki.
Animasi ini menunjukkan bagaimana osilasi akustik baryon bertindak sebagai penggaris kosmik untuk mengukur perluasan alam semesta. Kredit: Kolaborasi Claire Lamman/DESI dan Jenny Nuss/Berkeley Lab
Namun, ketika hasil tahun pertama DESI digabungkan dengan data dari penelitian lain, terdapat beberapa perbedaan kecil dari prediksi model Lambda-CDM.
“Hasil kami menunjukkan beberapa penyimpangan menarik dari model standar alam semesta yang dapat menunjukkan bahwa energi gelap berevolusi seiring waktu,” kata Ishak-Boushaki. “Semakin banyak data yang kami kumpulkan, semakin baik kami dalam menentukan apakah temuan ini benar. Dengan lebih banyak data, kami dapat mengidentifikasi penjelasan berbeda atas hasil yang kami amati atau konfirmasi. Jika hal ini terus berlanjut, hasil seperti ini akan menjelaskan apa yang menyebabkan percepatan kosmik dan memberikan langkah besar dalam memahami evolusi alam semesta kita.”
Lebih banyak data juga akan menyempurnakan hasil DESI awal lainnya, yang memperhitungkan konstanta Hubble – ukuran seberapa cepat alam semesta mengembang – dan massa partikel yang disebut neutrino.
Pentingnya Analisis Buta dalam Penelitian
DESI adalah eksperimen spektroskopi pertama yang melakukan analisis buta sepenuhnya, yang menyembunyikan hasil sebenarnya dari para ilmuwan untuk menghindari bias konfirmasi bawah sadar. Para peneliti bekerja “secara buta” dengan data yang dimodifikasi dan menulis kode komputer untuk menganalisis temuan mereka. Setelah semuanya selesai, mereka menerapkan analisisnya pada data asli untuk mengungkap jawaban sebenarnya.
“Dr. “Penelitian dan kolaborasi Ishak-Boushaki dengan para ilmuwan di sekitar 70 institusi mengungkap wawasan penting tentang alam semesta kita, dan hasilnya sungguh menakjubkan,” kata Dr. David Hyndman, dekan NSM dan Francis S. serta Ketua Perguruan Tinggi Terhormat Maurine G. Johnson. “Sangat menginspirasi untuk memiliki program penelitian kelas dunia di UT Dallas dan melihat para ilmuwan kami memainkan peran penting dalam penemuan-penemuan mendasar.”
Referensi: “Hasil Kosmologi Tahun 1” oleh DESI Collaboration et al., 4 April 2024.
DESI dibangun dan dioperasikan dengan dana dari Kantor Sains Departemen Energi (DOE) dan berada di atas Teleskop 4 meter Nicholas U. Mayall milik National Science Foundation (NSF) di KPNO, yang dioperasikan oleh NSF. NOIRLab. Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley DOE mengelola eksperimen DESI.
DESI juga didukung oleh Pusat Komputasi Ilmiah Penelitian Energi Nasional, fasilitas komputasi utama untuk DOE Office of Science. Dukungan tambahan untuk DESI disediakan oleh NSF; Dewan Fasilitas Sains dan Teknologi Inggris; Yayasan Gordon dan Betty Moore; Yayasan Heising-Simons; Komisi Energi Alternatif dan Energi Atom Perancis; Dewan Nasional Humaniora, Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Meksiko; Kementerian Sains dan Inovasi Spanyol; dan lembaga anggota DESI.
Kolaborasi DESI merasa terhormat diizinkan melakukan penelitian ilmiah di Iolkam Du'ag (Puncak Kitt), sebuah gunung yang sangat penting bagi Bangsa Tohono O'odham.
NewsRoom.id
