Kaip raudonasis poslinkis spalvoja visatos istoriją

Kaip įmanoma sukurti tikslų visatos žemėlapį, jei teleskopai suteikia mums tik dvimatį paveikslą? Išmatuoti atstumą iki kosminių objektų nelengva – negalime judinti savo stebėjimo įrangos ar ištempti matavimo juostelę tarp galaktikų.

Didžiąją XX a. dalį šiuo tikslu buvo matuojamas raudonasis poslinkis. Trečiajame dešimtmetyje astronomas Edwinas Hubble'as ir kiti atrado, kad šviesa iš kitų galaktikų yra raudonesnė, pasislinkusi į ilgesniųjų bangų pusę.

Tai buvo pirmasis ženklas, kad visata prasidėjo nuo didžiojo sprogimo, ir nuo to laiko plečiasi. Spalva keičiasi, nes plėsdamasis erdvėlaikis ištempia juo sklindančią šviesą.

Kuo daugiau besiplečiančios erdvės šviesa įveikė, tuo didesnis raudonasis poslinkis, tad tolimi objektai atrodo raudonesni. Mes taip pat juos matome tokius, kokie jie buvo anksčiau visatos istorijoje, kadangi šviesai reikia laiko nukeliauti mus skiriantį atstumą.

Raudonojo poslinkio matavimai pateikė nuostabių atradimų, iš kurių ne menkiausias yra, kad visatos plėtimasis spartėja, kaip manoma, dėl paslaptingosios „tamsiosios energijos“. Dar didesni kosminiai žemėlapiai, apimantys dar tolimesnius objektus turėtų padėti išsiaiškinti, kas vyksta – jei tik mūsų raudonojo poslinkio matavimai tikslūs.

Shift klavišas

Kuo labiau objekto šviesa pasislinkusi į ilgesnių, raudonesnių bangų pusę, tuo toliau per besiplečiančią erdvę toji šviesa keliavo ir tuo tolimesnę objekto praeitį matome.

Arba tas atrodantis tolimas objektas gali būti artimesnis, tiesiog natūraliai rausvesnis. Tai pagrindinė raudonojo poslinkio dilema.

Kaip atskirti

Atomai ir molekulės sugeria ir spinduliuoja konkretaus dažnio šviesą, taip galaktikos spektre sukurdami tamsių ir šviesių linijų „brūkšninį kodą“. Iš spektro galima spręsti, kaip kiekviena linija pasislinkusi ir taip gauti patikimą raudonojo poslinkio reikšmę. Tačiau didelio masto galaktikų tyrimuose paprastai šviesos intensyvumas suvienodinamas. Didesnis intensyvumas implikuoja daug šviesių spektro linijų, mažesnis intensyvumas reiškia daugiau tamsių linijų. To gali pakakti (arba ne), aiškinantis, kur yra spektro linijos, ir koks yra raudonasis poslinkis.

Kosminė istorija

Raudonojo poslinkio dydis susijęs su spektro linijų judėjimu ir visatos plėtimusi. Tiksliai nustatytas raudonasis poslinkis svarbus, vertinant kokios struktūros egzistavo kokiose visatos erose, ir kaip tokie faktoriai kaip tamsioji energija ir neregima tamsioji materija paveikė visatos vystymąsi. Naujos kartos instrumentų siekiama patikslinti matavimus ir sukurti tikslesnę visatos istoriją. Tarp šių instrumentų yra Euclid kosminis zondas ir Dark Energy Survey bei Large Synoptic Survey teleskopai.

Raudonojo poslinkio matavimai atskleidžia, kaip materijos ir tamsiosios energijos stumdymasis lėmė visatos evoliuciją.

Andrew Pontzen
New Scientist № 3043