Gravitācijas lēcas galaktikas klasteros, piemēram, Abell 370, palīdz zinātniekiem izmērīt tumšās vielas izplatību.
Pētnieki cer saprast vienu no spēcīgākajiem kosmoloģijas noslēpumiem, simulējot tā ietekmi uz galaktikas klasteri. Tas ir par tumšu enerģiju. Tiek uzskatīts, ka tā ir tā vara, kas padara Visumu plašāku un ātrāku. Problēma ir tā, ka mēs neko nezinām par tumšo enerģiju, izņemot to, ka tas var būt gandrīz viss.
Interesanti, ka tumšajai enerģijai ir tāda pati noslēpumaina māsa - tumša viela. Tā ir neredzama viela, kas uzkrājas ap galaktikām un neļauj tām rotēt atsevišķi, nodrošinot papildu gravitācijas spēku. Klasteru radīšanas ietekme konkurē ar paātrinātu paplašināšanos no tumšās enerģijas. Taču šīs konfrontācijas rakstura izpēte apgaismo tumšo enerģiju.
Gravitācijas lēcas
Mūsdienu pasaulē vienīgais veids, kā novērot tumšo vielu, ir meklēt gravitācijas efekta ietekmi uz citu vielu vai gaismu. Spēcīgs gravitācijas lauks var izraisīt gaismas izkropļojumus un lieces garos attālumos. Šo efektu sauc par gravitācijas lēcu. Salīdzinot tumšās vielas daļas kosmosā, zinātnieki var noteikt, cik tumšo vielu klasteru pastāv, kā arī to, kā tumšā enerģija tos ietekmē. Taču saikne starp gravitācijas lēcu un tumšās vielas uzkrāšanos nebūs viegli. Lai interpretētu teleskopu datus, jums ir jāatsaucas uz detalizētiem kosmoloģiskajiem modeļiem - komplekso sistēmu matemātiskajiem attēlojumiem. Pētnieki tagad nodarbojas ar šāda modeļa izstrādi, kam ir jābūt pietiekami precīzai, lai pārbaudītu dažādas hipotēzes par tumšo enerģiju.
Piektais spēks
Viena no eksotiskajām teorijām ir tāda, ka tumšā enerģija ir vēl neizpētītā piektā spēka rezultāts (pārējie četri ir: gravitācija, elektromagnētisms, spēcīgi un vāji kodolspēki atomos). Taču visizplatītākā hipotēze tiek saukta par kosmoloģisko konstanti, ko Albert Einstein izvirzīja kā daļu no vispārējās relativitātes teorijas. Tiek uzskatīts, ka tā ir visaptveroša virtuālo daļiņu jūra, kas pastāvīgi parādās un pazūd visumā.
Lai izslēgtu Einšteina hipotēzi, ir nepieciešams pierādīt, ka tumšā viela nav kaut kas pastāvīgs. Šis mērķis tiek sasniegts EDECS projektā. Tā vietā, lai modelētu gravitācijas lēcu datu kopas veidošanas procesu, viss sākas ar dinamisku (nemainīgu) hipotēzi par tumšo enerģiju. Rezultātā zinātnieki mēģinās prognozēt, kā tumšā viela kondensējas (ja darbojas ideja).
Tuvojas robežām
Ir bezgalīgas tumšās enerģijas ceļi, kas var pārveidoties telpā un laikā, lai gan novērojumi ļauj mums izslēgt daudzas teorijas. Tagad uzmanība tiek pievērsta dinamiskai tumšai enerģijai. Simulācijai, kas seko N-ķermeņa „tumšās vielas” daudzu daļiņu attīstībai, nepieciešams, lai superdatori darbotos ilgu laiku.
Jaunais modelis paredz, ka tumšajai enerģijai, kas attīstās laika gaitā, ir jāietekmē tumšās vielas uzkrāšanās. Tas savukārt maina galaktiku veidošanās efektivitāti. Prognozes var pārbaudīt ar teleskopiem, piemēram, LSST (Čīle), SKA (Austrālija un Dienvidāfrika), kā arī Eiklida un WFIRST misijām (IR teleskops). Ja tumšā enerģija izrādīsies dinamiska parādība, tad tas būtiski ietekmēs kosmoloģiju un mūsu izpratni par fundamentālo fiziku.
