Entfernte Galaxien reihen sich aneinander, um Einsteins allgemeine Relativitätstheorie zu unterstützen

Die 3D-Positions- und Forminformationen für jede Galaxie halfen dabei, die Größe der Ausrichtung relativ zu entfernten Galaxien zu messen. Bildnachweis: KyotoU/Jake Tobiyama

Wissenschaftler haben bestätigt, dass die intrinsische Ausrichtung von Galaxien dunkle Materie und dunkle Energie auf kosmischer Ebene untersuchen kann, was die allgemeine Relativitätstheorie auf weiten räumlichen Skalen unterstützt. Die Natur der Dunklen Energie und der kosmischen Beschleunigung bleibt jedoch ungelöst.

Einstein würde zustimmend nicken. Die Allgemeine Relativitätstheorie lässt sich sogar auf die entlegensten Regionen des Universums anwenden.

Jetzt haben Wissenschaftler internationaler Forschungseinrichtungen, einschließlich der Universität Kyoto, bestätigt, dass die intrinsischen Ausrichtungen von Galaxien Eigenschaften aufweisen, die es ihnen ermöglichen, eine mächtige Sonde für dunkle Materie und dunkle Energie auf kosmischer Ebene zu sein.

Durch das Sammeln von Beweisen dafür, dass die Verteilung von Galaxien, die mehr als zehn Millionen Lichtjahre entfernt sind, den Gravitationseffekten dunkler Materie unterliegt, gelang es dem Team, die allgemeine Gravitationstheorie auf riesigen räumlichen Skalen zu testen. Das internationale Team analysierte die Positionen und Ausrichtungen von Galaxien, die aus archivierten Daten von 1,2 Millionen galaktischen Beobachtungen gewonnen wurden. Mit Hilfe der verfügbaren 3D-Positionsinformationen für jede Galaxie charakterisiert die resultierende statistische Analyse quantitativ, inwieweit die Ausrichtung entfernter Galaxien ausgerichtet ist.

„Diese Ausrichtung, die hauptsächlich aus Wechselwirkungen mit nahen Objekten resultiert, wurde bei der Messung des schwachen Linseneffekts als systematisches Rauschen betrachtet“, sagt Hauptautor Atsushi Taruya vom Yukawa Institute for Theoretical Physics in Kyoto.

„Wir konnten auch messen, wie schnell die Galaxienverteilung aufgrund der Schwerkraft immer dichter wird, was mit der allgemeinen Relativitätstheorie übereinstimmt“, sagt Teppei Okumura vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Academia Sinica.

„Unsere Forschung hat die allgemeine Relativitätstheorie im fernen Universum bewiesen, aber die Natur der dunklen Energie oder der Ursprung der kosmischen Beschleunigung bleibt ungelöst“, fügt Okumura hinzu.

Die archivierten Daten – erhalten aus dem Sloan Digital Sky Survey und dem Baryon Oscillation Spectroscopic Survey – bestehen aus drei Beispielgalaxien, die aufgrund ihrer Helligkeit und Entfernung ausgewählt wurden. Darüber hinaus halfen die 3D-Standorte und Forminformationen für jede Galaxie, die Größe der Ausrichtung relativ zu entfernten Galaxien zu messen.

Die Modellergebnisse des Teams wurden durch theoretische Berechnungen gestützt und lieferten Taruya und Okumura starke Beweise dafür, dass die Ausrichtungen dieser Galaxien verwandt sind, was einen stärkeren Grund für die Allgemeine Relativitätstheorie auf kosmologischer Ebene darstellt.

Aktuelle Bestrebungen wie das Subaru-Teleskop-Projekt werden qualitativ hochwertige und hochauflösende Beobachtungsdaten liefern. Dies wird zu innovativer kosmologischer Forschung führen, die intrinsische Ausrichtung nutzt, um Licht in die Natur dunkler Energie zu bringen“, bemerkt Taruya.

Referenz: „Erste Beschränkungen der Wachstumsrate aus elliptischen Korrelationen der Raumrotverschiebung von SDSS-Galaxien bei 0,16 Die[{“ attribute=““>Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/acbf48