मानव दृश्य ब्रह्मांड के बाहर, इसकी लगभग 95% संरचना अदृश्य डार्क मैटर और डार्क एनर्जी से आती है। वे न तो प्रकाश उत्सर्जित करते हैं और न ही सीधे पहचाने जा सकते हैं, लेकिन वे गुरुत्वाकर्षण और ब्रह्मांडीय विस्तार के माध्यम से चुपचाप आकाशगंगाओं और बड़े पैमाने की संरचनाओं के विकास को प्रभावित करते हैं। हाल ही में, शिकागो विश्वविद्यालय और अन्य संस्थानों से बनी एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने लाखों आकाशगंगाओं के आकार में कमजोर विकृतियों का सांख्यिकीय विश्लेषण करने के लिए डार्क एनर्जी कैमरा (DECam) का उपयोग किया, और पूरे आकाश के लगभग एक तिहाई हिस्से को कवर करते हुए "अदृश्य ब्रह्मांड" का एक नया नक्शा तैयार किया, जो वर्तमान मुख्यधारा के ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल का परीक्षण करने के लिए महत्वपूर्ण सबूत लेकर आया।
यह अध्ययन 2013 से 2019 तक डार्क एनर्जी सर्वे (डीईएस) टिप्पणियों पर आधारित है। चिली में सेरो टोलोलो इंटरअमेरिकन वेधशाला में 4-मीटर ब्लैंको टेलीस्कोप पर स्थापित डार्क एनर्जी कैमरा ने आकाश के लगभग 5,000 वर्ग डिग्री को कवर करते हुए 150 मिलियन से अधिक आकाशगंगाओं के आकार को सटीक रूप से मापा है, जो पूरे आकाश के आठवें हिस्से के बराबर है। पहले, इन डेटा ने "Λकोल्ड डार्क मैटर" (ΛCDM) के मानक ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल के परीक्षण में एक केंद्रीय भूमिका निभाई है, और नवीनतम परिणामों में कैमरे द्वारा कैप्चर की गई बड़ी संख्या में छवियों को विश्लेषण में शामिल किया गया है, लेकिन मूल रूप से आधिकारिक डीईएस सर्वेक्षण क्षेत्र के भीतर नहीं, कमजोर गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग अनुसंधान के लिए उपयोग की जा सकने वाली आकाशगंगाओं की संख्या लगभग दोगुनी हो गई है।
विश्लेषण के एक नए दौर में, अनुसंधान टीम ने 100 मिलियन से अधिक आकाशगंगाओं के आकार को मापा और उनके स्पेक्ट्रा के लाल बदलाव के माध्यम से पृथ्वी से उनकी दूरी का अनुमान लगाया, जिससे आकाश में आकाशगंगाओं के प्रक्षेपण वितरण और त्रि-आयामी गहराई की जानकारी एक साथ मिल गई। जब इन आकाशगंगाओं का प्रकाश ब्रह्मांड के माध्यम से यात्रा करता है, तो यह रास्ते में पदार्थ के गुरुत्वाकर्षण द्वारा थोड़ा "खींचा" जाएगा, और पृथ्वी दूरबीनों की इमेजिंग में बेहद बारीक आकार के कतरनी के रूप में दिखाई देगा। इस प्रभाव को "कमजोर गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग" कहा जाता है और यह ब्रह्मांड में पदार्थ के वितरण का अनुमान लगाने और डार्क मैटर क्लंप की डिग्री और डार्क एनर्जी की भूमिका की जांच करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है।
इस कार्य में, जिसे "DECADE" कॉस्मिक शीयर प्रोजेक्ट कहा जाता है, वैज्ञानिकों ने ΛCDM मॉडल को फिट करने के लिए इन आकार और दूरी के डेटा का उपयोग किया, इस बात पर ध्यान केंद्रित किया कि क्या समय के साथ ब्रह्मांडीय संरचना की वृद्धि दर मॉडल भविष्यवाणियों के अनुरूप है। शोध के परिणाम बताते हैं कि इस स्वतंत्र डेटा सेट का उपयोग करके प्राप्त ब्रह्मांड के "अकड़न" पैरामीटर पिछले कमजोर लेंसिंग मापों के अनुरूप हैं, और कॉस्मिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण से प्राप्त प्रारंभिक ब्रह्मांड मापदंडों के साथ भी अच्छे समझौते में हैं। पिछले कुछ वर्षों में विवादास्पद रहे "देर से ब्रह्मांड और प्रारंभिक ब्रह्मांड के बीच स्पष्ट तनाव" का कोई सबूत नहीं मिला है।
टीम ने गैलेक्सी लेंस विश्लेषण नमूना बनाने के लिए DECADE के कमजोर लेंस माप को मूल DES डेटा के साथ जोड़ा, जो अब तक की सबसे बड़ी संख्या में आकाशगंगाओं और सबसे चौड़े आकाश क्षेत्र को कवर करता है, कुल मिलाकर लगभग 270 मिलियन आकाशगंगाएँ, लगभग 13,000 वर्ग डिग्री आकाश को कवर करती हैं, जो पूरे आकाश का लगभग एक तिहाई है। इतने बड़े नमूने के लिए धन्यवाद, शोधकर्ता अपने विश्लेषण में अधिक रूढ़िवादी गुणवत्ता नियंत्रण रणनीति अपना सकते हैं, सबसे छोटी व्यवस्थित त्रुटियों के साथ केवल सबसे विश्वसनीय डेटा बिंदुओं का उपयोग कर सकते हैं, और फिर भी उच्च-सटीक बाधाएं प्राप्त कर सकते हैं जो ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि परिणामों के साथ सीधे तुलना करने के लिए पर्याप्त हैं।
इस कार्य को शोधकर्ताओं ने "एक अपरंपरागत कमजोर लेंस सर्वेक्षण" के रूप में वर्णित किया था क्योंकि इसमें शुरू से ही कमजोर लेंसों के लिए डिज़ाइन की गई दीर्घकालिक समर्पित अवलोकन योजना के बजाय अन्य वैज्ञानिक लक्ष्यों के लिए खगोलीय समुदाय द्वारा पहले ली गई और अभिलेखागार में बिखरी हुई बड़ी संख्या में ऐतिहासिक छवियों का उपयोग किया गया था। पारंपरिक समाधानों में, बड़ी संख्या में तस्वीरें जो कुछ सख्त इमेजिंग गुणवत्ता मानकों को पूरा नहीं करतीं, उन्हें हटा दिया जाएगा। हालाँकि, DECADE टीम ने व्यवस्थित त्रुटियों के कड़ाई से परीक्षण के आधार पर ढीली स्क्रीनिंग स्थितियों को अपनाया, जिससे यह साबित हुआ कि डेटा जो "लेंस के लिए पैदा नहीं हुआ" तब भी मजबूत ब्रह्माण्ड संबंधी विश्लेषण का समर्थन कर सकता है जब तक कि यह सावधानीपूर्वक अंशांकन और गुणवत्ता मूल्यांकन से गुजरता है।
डार्क एनर्जी कैमरा स्वयं 62 अल्ट्रा-हाई-सेंसिटिविटी सीसीडी डिटेक्टरों से लैस है, जो अभूतपूर्व गहराई से ब्रह्मांड के गहरे स्थान की तस्वीरें ले सकता है। यह वर्तमान कमजोर लेंस और डार्क एनर्जी अनुसंधान के लिए मुख्य सुविधाओं में से एक है। इस परियोजना में, शिकागो विश्वविद्यालय, फ़र्मिलाब, इलिनोइस विश्वविद्यालय के राष्ट्रीय सुपरकंप्यूटिंग अनुप्रयोग केंद्र, साथ ही आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी, विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय और अन्य संस्थानों के वैज्ञानिकों ने डेटा पुनर्प्राप्ति, छवि गुणवत्ता की मैन्युअल समीक्षा, आकार माप विधियों और ब्रह्माण्ड संबंधी सांख्यिकीय विश्लेषण में एक संयुक्त बल बनाने के लिए सहयोग किया, जिससे इन "पुनः खोजे गए" अभिलेखीय अवलोकनों को नए ब्रह्माण्ड संबंधी हथियारों में बदल दिया गया।
आकार की आकाशगंगाओं की नई जारी सूची वैज्ञानिक समुदाय के लिए खोल दी गई है और इसने ब्रह्मांड विज्ञान और खगोल विज्ञान समुदायों का ध्यान तुरंत आकर्षित किया है। इसका उपयोग कई विषयों में किया गया है जैसे बौनी आकाशगंगाओं का अध्ययन करना और ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर वितरण का मानचित्रण करना। शोधकर्ताओं ने कहा कि भविष्य में वेरा रुबिन वेधशाला के "हेरिटेज सर्वे ऑफ टाइम एंड स्पेस" (रूबिन एलएसएसटी) जैसी बड़े पैमाने की परियोजनाएं शुरू की जाएंगी, इस अनुभव से पता चलता है कि केवल "संपूर्ण" नमूनों के बजाय सभी उपलब्ध छवियों का अच्छा उपयोग करने से डार्क मैटर और डार्क एनर्जी के गुणों की माप सटीकता में काफी सुधार होने की उम्मीद है, जिससे इस "95% अदृश्य ब्रह्मांड" को समझने के लिए स्पष्ट सुराग मिलेंगे।
/ScitechDaily से संकलित