A gravitáció az, ami alakította a világegyetemünket a mai formájára. A gravitáció vonzó hatása a korai univerzumban jelentkező anyagi egyenetlenségeket a most látható galaxisok kusza struktúráivá formálta. A Sötét Energia Spektroszkópiás Műszer (DESI) gyermekeként újjászületett kutatások megmutatták, miként fejlődött ez a kozmikus léptékű struktúra az elmúlt 11 milliárd évben, így a gravitáció elméletének legpontosabb igazolását nyújtják kozmikus méretekben. A DESI több mint 70 tudományos intézet közel 900 tudósának nemzetközi együttműködésével működik, és a Lawrence Berkeley National Laboratory laboratóriuma üzemelteti az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának keretein belül.

A legfrissebb tanulmányban a DESI kutatói igazolták, hogy a gravitáció pontosan az einsteini általános relativitáselmélet előrejelzéseinek megfelelően viselkedik. Eredményeik segítenek megerősíteni a világegyetemről alkotott alapvető fizikai modellt, és jelentős mértékben korlátozzák a módosított gravitációs elméletek mozgásterét, amelyek az utóbbi évek rendhagyó megfigyeléseinek magyarázatára merültek fel, mint például az univerzum egyre gyorsuló tágulása, amit általában sötét energiának tulajdonítanak.

A kutatás során a kutatók átfogó vizsgálatokat végeztek, ràjöttek arra, hogy az általános relativitáselmélet nem csupán a naprendszereken belül, hanem kozmikus léptékben is megállja a helyét. Pauline Zarrouk, a francia Nemzeti Tudományos Kutatóközpont (CNRS) kozmológusa megjegyezte: “A galaxisok kialakulásának megértése révén közvetlenül ellenőrizhetjük elméleteink helyességét, és eddig is jó egyezést tapasztaltunk az általános relativitáselmélet kozmológiai előrejelzéseivel.”

Ráadásul a tanulmány kijelölte a neutrínók tömegének új felső határát is. A neutrínó az egyetlen elemi részecske, amelynek tömegét még nem sikerült pontosan meghatározni. A korábbi kísérletek azt mutatták, hogy a három neutrínófaj össztömege legalább 0,059 eV/c2. Az új mérések viszont arra utalnak, hogy ennek az összes tömegnek 0,071 eV/c2-nél kevesebbnek kell lennie, így ezúttal egy szűkebb tartomány maradt a neutrínók lehetséges tömegének meghatározására.

A DESI adatgyűjtési folyamatában a kutatók mintegy 6 millió galaxist és kvazárt vizsgáltak, és a téma mélységére 11 milliárd évnyi időtávra tekintettek vissza. Ez a megközelítés lehetővé tette a kozmikus struktúrák növekedésének eddigi legpontosabb mérését. A DESI lenyűgöző eredményei, amelyek az első évi működés során gyűjtött adatok elemzésén alapulnak, már idén áprilisban előálltak a világegyetem legnagyobb háromdimenziós térképével, amely egy új sejtést sugall: a sötét energia valószínűleg időbeli változásokon megy keresztül.

Dragan Huterer, a Michigani Egyetem professzora, a DESI kozmológiai eredményeit értelmező csapat társigazgatója megjegyezte: “A DESI most először vizsgálta a kozmikus struktúrák növekedését. Ez hatalmas lehetőség arra, hogy ellenőrizzük a módosított gravitációs elméleteket, és pontosítsuk a sötét energiával kapcsolatos modellszámításainkat.”

Az együttműködő tudósok jelenleg az elmúlt három évben összegyűjtött adatokat elemeznek, és reményeik szerint 2025 tavaszán bemutathatják a sötét energiával és az univerzum tágulásának történetével kapcsolatos legújabb eredményeiket.

A DESI adatainak kiterjesztett elemzése összhangban áll azokkal a korábbi várakozásokkal, amelyek már előrevetítették a sötét energia időbeli variabilitását. A sötét anyag körülbelül a világegyetem negyedét, míg a sötét energia közel 70 százalékát alkotja, miközben egyikük lényegi természetét sem ismeri még senki. Mark Maus, a Berkeley Laboratórium doktorandusza hangsúlyozta: “Lenyűgöző, hogy az univerzum egészéről felvételt készíthetünk, amely segít ezeket a nagy, alapvető kozmológiai kérdéseket megválaszolni.”

Ez a kutatási eredmény új távlatokat nyithat a világegyetem keletkezésének és fejlődésének megértésében.