Verre sterrenstelsels staan ​​opgesteld ter ondersteuning van de algemene relativiteitstheorie van Einstein

Wetenschappers hebben bevestigd dat de intrinsieke uitlijning van sterrenstelsels donkere materie en donkere energie op kosmische schaal kan onderzoeken, wat de algemene relativiteitstheorie op enorme ruimtelijke schalen ondersteunt. De aard van donkere energie en kosmische versnelling blijft echter onopgelost.

Einstein zou instemmend knikken. De algemene relativiteitstheorie kan worden toegepast op zelfs de meest afgelegen gebieden van het universum.

Nu hebben wetenschappers van internationale onderzoeksinstellingen, waaronder de Universiteit van Kyoto, bevestigd dat de intrinsieke uitlijning van sterrenstelsels eigenschappen heeft waardoor ze een krachtige sonde kunnen zijn van donkere materie en donkere energie op kosmische schaal.

Door bewijs te verzamelen dat de verdeling van sterrenstelsels op meer dan tientallen miljoenen lichtjaren afstand onderhevig is aan de zwaartekrachteffecten van donkere materie, slaagde het team erin de algemene zwaartekrachttheorie op enorme ruimtelijke schalen te testen. Het internationale team analyseerde de posities en oriëntaties van sterrenstelsels, verkregen uit gearchiveerde gegevens van 1,2 miljoen galactische waarnemingen. Met behulp van de beschikbare 3D-positie-informatie voor elk sterrenstelsel, heeft de resulterende statistische analyse kwantitatief gekarakteriseerd in hoeverre de oriëntatie van verre sterrenstelsels is uitgelijnd.

“Deze uitlijning, die voornamelijk het gevolg is van interacties met objecten in de buurt, werd beschouwd als systematische ruis bij het meten van het zwakke lenseffect”, zegt hoofdauteur Atsushi Taruya van het Yukawa Institute for Theoretical Physics in Kyoto.

“We zijn er ook in geslaagd om de snelheid te meten waarmee de distributie van sterrenstelsels steeds dichter wordt als gevolg van de zwaartekracht, wat consistent is met de algemene relativiteitstheorie”, zegt Teppei Okumura van het Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics.

“Ons onderzoek heeft de algemene relativiteitstheorie in het verre universum bewezen, maar de aard van donkere energie of de oorsprong van kosmische versnelling blijft onopgelost”, voegt Okumura toe.

De gearchiveerde gegevens – verkregen van de Sloan Digital Sky Survey en de Baryon Oscillation Spectroscopic Survey – bestaan ​​uit drie voorbeeldstelsels die zijn geselecteerd vanwege hun helderheid en afstand. Bovendien hielpen de 3D-locaties en vorminformatie voor elk sterrenstelsel bij het meten van de omvang van de uitlijning ten opzichte van verre sterrenstelsels.

De modelresultaten van het team werden ondersteund door theoretische berekeningen en leverden Taruya en Okumura sterk bewijs dat de oriëntaties van deze sterrenstelsels met elkaar verband houden, wat een sterker argument aantoont voor de algemene relativiteitstheorie op kosmologische schaal.

Huidige inspanningen, zoals het Subaru Telescope-project, zullen observatiegegevens van hoge kwaliteit en hoge resolutie opleveren. Dit zal leiden tot innovatief kosmologisch onderzoek met behulp van intrinsieke uitlijning om licht te werpen op de aard van donkere energie”, merkt Taruya op.

Referentie: “Eerste beperkingen op de groeisnelheid van elliptische correlaties van de ruimte-roodverschuiving van SDSS-stelsels op 0,16 de Astrofysische dagboekbrieven.
DOI: 10.3847/2041-8213/acbf48