Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Pengukuran pertama menggunakan Sunyaev-Zeldovic – ScienceDaily


Seberapa panas alam semesta hari ini? Seberapa panas sebelumnya? Sebuah studi baru oleh tim peneliti internasional, termasuk anggota Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), menunjukkan bahwa suhu rata-rata gas dalam struktur besar alam semesta telah meningkat sekitar 3 kali lipat terakhir. 8 miliar tahun, untuk mencapai sekitar dua juta Kelvin hari ini.

Struktur skala besar alam semesta mengacu pada pola global tentang bagaimana galaksi dan gugus galaksi tersebar di ruang angkasa. Jaring kosmik ini terbentuk dari ketidakteraturan kecil dalam distribusi materi di alam semesta awal, yang diperkuat melalui gaya tarik gravitasi. “Saat Alam Semesta berevolusi, gravitasi menarik materi gelap dan gas di ruang angkasa bersama-sama menjadi galaksi dan gugusan galaksi,” kata Yi-Kuan Chiang, penulis utama studi tersebut, dan seorang peneliti di Pusat Kosmologi dan AstroParticle Universitas Negeri Ohio. Fisika. “Tarikannya sangat keras – begitu keras sehingga semakin banyak gas yang disetrum dan dipanaskan.”

Gas yang dipanaskan ini kemudian dapat digunakan untuk mengukur suhu rata-rata Semesta selama waktu kosmik. Secara khusus, para peneliti menggunakan apa yang disebut efek “Sunyaev-Zeldovich”, dinamai menurut Rashid Sunyaev, direktur emeritus di Institut Max Planck untuk Astrofisika, dan fisikawan era Soviet Yakov Zeldovich, yang pertama kali meramalkan fenomena ini secara teoritis. Efek ini muncul ketika foton berenergi rendah dari radiasi latar gelombang mikro kosmik dihamburkan oleh elektron panas dalam struktur skala besar Semesta. Hamburan mentransfer energi dari elektron ke foton, membuat gas elektron panas terlihat. Intensitas efek Sunyaev-Zeldovich sebanding dengan tekanan termal gas, yang selanjutnya sebanding dengan suhu elektron.

Meskipun pengukuran ini pada prinsipnya bersifat langsung, mengumpulkan data yang diperlukan merupakan pekerjaan besar. Penelitian yang telah dipublikasikan di Jurnal Astrofisika, dilakukan atas kerja sama para peneliti di Kavli IPMU, Universitas Negeri Ohio, Universitas Johns Hopkins, dan Institut Max Planck untuk Astrofisika.

Para peneliti menggunakan data yang dikumpulkan oleh dua observatorium, satelit Planck dan Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Planck adalah misi Badan Antariksa Eropa yang mengukur radiasi latar gelombang mikro kosmik. SDSS mengumpulkan gambar rinci dan spektrum cahaya galaksi. Menggabungkan dua kumpulan data tersebut, para ilmuwan dapat mengukur jumlah tekanan termal di sekitar lokasi galaksi dan kelompok galaksi.

“Para astronom membutuhkan lebih dari 15 tahun untuk mengumpulkan data yang diperlukan menggunakan teleskop di darat dan satu di luar angkasa,” kata Brice Ménard yang memimpin analisis dengan Chiang. Ménard, yang telah menjadi ilmuwan tamu di Kavli IPMU sejak 2011, menambahkan: “Di sisi analisis, tim kami menghabiskan empat tahun mengembangkan algoritme yang diperlukan untuk mengekstrak sinyal dari data ini.”

Terlebih lagi, interpretasi data membutuhkan model fisik yang diberikan oleh Ryu Makiya, peneliti di Kavli IPMU. “Menggabungkan data terbaru dengan model teoritis mutakhir, kami dapat mengungkap bagaimana suhu alam semesta berevolusi, dan bagaimana hal itu terkait dengan pembentukan struktur skala besar Alam Semesta,” kata Makiya. . “Tujuan selanjutnya adalah untuk memahami detail fisika dari fenomena termal dan non-termal.”

Chiang, dari Ohio Stated University, menambahkan: “Pengukuran baru kami memberikan konfirmasi langsung atas karya besar Jim Peebles – Peraih Nobel Fisika 2019 – yang menguraikan teori munculnya struktur skala besar Alam semesta.”

Studi tersebut menentukan bahwa sekitar delapan miliar tahun lalu (pada pergeseran merah z = 1), suhu elektron rata-rata sekitar 700.000 Kelvin, naik menjadi sekitar dua juta Kelvin hari ini. Lebih jauh, para ilmuwan menentukan bahwa evolusinya hampir seluruhnya didorong oleh pertumbuhan struktur, karena gas dipanaskan dengan kejutan dalam runtuhnya struktur skala besar.

Kembali pada tahun 2000, Eiichiro Komatsu, seorang Penyelidik Utama di Kavli IPMU dan Direktur di Departemen Kosmologi Fisik di Institut Max Planck untuk Astrofisika, juga terlibat dalam upaya sebelumnya untuk menghitung bagaimana suhu alam semesta berevolusi. “Selama 20 tahun, kami telah mempelajari bagaimana mengukur ini menggunakan efek Sunyaev-Zeldovich,” kenangnya. “Kami sekarang akhirnya mengukur suhu Alam Semesta, tidak hanya berkat kemajuan luar biasa dalam data pengamatan, tetapi juga karena upaya dedikasi dari ilmuwan muda yang brilian seperti Yi-Kuan Chiang dan Ryu Makiya. Ini sangat memuaskan,” Komatsu menambahkan.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney