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Ciência de ponta explicada de forma simples

# Física # Cosmologia e Astrofísica Não Galáctica

Entendendo o Universo com o DESI

O DESI ajuda a desvendar os mistérios da energia escura e das estruturas cósmicas.

DESI Collaboration, A. G. Adame, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, D. M. Alexander, C. Allende Prieto, M. Alvarez, O. Alves, A. Anand, U. Andrade, E. Armengaud, S. Avila, A. Aviles, H. Awan, B. Bahr-Kalus, S. Bailey, C. Baltay, A. Bault, J. Behera, S. BenZvi, F. Beutler, D. Bianchi, C. Blake, R. Blum, M. Bonici, S. Brieden, A. Brodzeller, D. Brooks, E. Buckley-Geer, E. Burtin, R. Calderon, R. Canning, A. Carnero Rosell, R. Cereskaite, J. L. Cervantes-Cota, S. Chabanier, E. Chaussidon, J. Chaves-Montero, D. Chebat, S. Chen, X. Chen, T. Claybaugh, S. Cole, A. Cuceu, T. M. Davis, K. Dawson, A. de la Macorra, A. de Mattia, N. Deiosso, A. Dey, B. Dey, Z. Ding, P. Doel, J. Edelstein, S. Eftekharzadeh, D. J. Eisenstein, W. Elbers, A. Elliott, P. Fagrelius, K. Fanning, S. Ferraro, J. Ereza, N. Findlay, B. Flaugher, A. Font-Ribera, D. Forero-Sánchez, J. E. Forero-Romero, C. S. Frenk, C. Garcia-Quintero, L. H. Garrison, E. Gaztañaga, H. Gil-Marín, S. Gontcho A Gontcho, A. X. Gonzalez-Morales, V. Gonzalez-Perez, C. Gordon, D. Green, D. Gruen, R. Gsponer, G. Gutierrez, J. Guy, B. Hadzhiyska, C. Hahn, M. M. S Hanif, H. K. Herrera-Alcantar, K. Honscheid, C. Howlett, D. Huterer, V. Iršič, M. Ishak, R. Joyce, S. Juneau, N. G. Karaçaylı, R. Kehoe, S. Kent, D. Kirkby, H. Kong, S. E. Koposov, A. Kremin, A. Krolewski, O. Lahav, Y. Lai, T. -W. Lan, M. Landriau, D. Lang, J. Lasker, J. M. Le Goff, L. Le Guillou, A. Leauthaud, M. E. Levi, T. S. Li, K. Lodha, C. Magneville, M. Manera, D. Margala, P. Martini, W. Matthewson, M. Maus, P. McDonald, L. Medina-Varela, A. Meisner, J. Mena-Fernández, R. Miquel, J. Moon, S. Moore, J. Moustakas, N. Mudur, E. Mueller, A. Muñoz-Gutiérrez, A. D. Myers, S. Nadathur, L. Napolitano, R. Neveux, J. A. Newman, N. M. Nguyen, J. Nie, G. Niz, H. E. Noriega, N. Padmanabhan, E. Paillas, N. Palanque-Delabrouille, J. Pan, S. Penmetsa, W. J. Percival, M. M. Pieri, M. Pinon, C. Poppett, A. Porredon, F. Prada, A. Pérez-Fernández, I. Pérez-Ràfols, D. Rabinowitz, A. Raichoor, C. Ramírez-Pérez, S. Ramirez-Solano, M. Rashkovetskyi, C. Ravoux, M. Rezaie, J. Rich, A. Rocher, C. Rockosi, N. A. Roe, A. Rosado-Marin, A. J. Ross, G. Rossi, R. Ruggeri, V. Ruhlmann-Kleider, L. Samushia, E. Sanchez, C. Saulder, E. F. Schlafly, D. Schlegel, M. Schubnell, H. Seo, A. Shafieloo, R. Sharples, J. Silber, A. Slosar, A. Smith, D. Sprayberry, T. Tan, G. Tarlé, P. Taylor, S. Trusov, R. Vaisakh, D. Valcin, F. Valdes, G. Valogiannis, M. Vargas-Magaña, L. Verde, M. Walther, B. Wang, M. S. Wang, B. A. Weaver, N. Weaverdyck, R. H. Wechsler, D. H. Weinberg, M. White, M. J. Wilson, L. Yi, J. Yu, Y. Yu, S. Yuan, C. Yèche, E. A. Zaborowski, P. Zarrouk, H. Zhang, C. Zhao, R. Zhao, R. Zhou, T. Zhuang, H. Zou

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DESI: Desvendando DESI: Desvendando Mistérios Cósmicos entendimentos. estrutura cósmica pra futuros O DESI investiga a energia escura e a
Índice

O Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) é como uma câmera gigante e poderosa, mas em vez de tirar selfies, ela estuda o universo. A missão dela é ajudar os cientistas a entenderem melhor coisas como a Energia Escura e o crescimento de estruturas cósmicas. Pense na energia escura como aquela força misteriosa que faz o universo expandir mais rápido que uma criança correndo em direção a um caminhão de sorvete.

O Que Estamos Medindo?

Com o DESI, os pesquisadores focam em medir como as galáxias e quasares - nomes chiques para objetos brilhantes no espaço - estão agrupados. Esses agrupamentos podem nos dizer muito sobre a estrutura do universo. Quanto mais aprendemos sobre como essas galáxias se agrupam, mais conseguimos entender o que tá rolando com a expansão cósmica e as forças que a impulsionam.

A Importância do Agrupamento

Agrupamento se refere a como os Grupos de galáxias estão organizados no universo. Imagine uma festa onde alguns convidados estão grudados enquanto outros estão do outro lado da sala, tomando ponche de forma meio awkward. Ao estudar esses agrupamentos, os cientistas conseguem pistas sobre a quantidade de Matéria Escura, energia escura e até mesmo Neutrinos - aquelas partículas minúsculas que são tão evasivas que fazem os gatos parecerem menos misteriosos.

O Papel das Oscilações Acústicas de Baryons

Um aspecto interessante que os pesquisadores observam se chama oscilações acústicas de baryons (BAO). Isso parece complicado, mas só se refere aos "tremores" na distribuição de galáxias causados por ondas sonoras no universo primitivo. Imagine um monte de pessoas pulando de alegria ao som da sua música favorita; é mais ou menos o que aconteceu no universo, e esses pulos deixaram uma marca.

Análise de Forma Completa: O Que Isso Significa?

Quando falamos de “análise de forma completa”, estamos nos referindo a uma olhada mais detalhada sobre como as galáxias estão agrupadas - não só os picos e vales (como os tremores da BAO), mas toda a forma do padrão de agrupamento. A forma inteira dá aos cientistas ainda mais informações sobre como as estruturas se formaram e evoluíram ao longo do tempo.

Combinando Resultados para Insights Melhores

Ao combinar os dados da análise de forma completa do DESI com outras observações (como a do fundo cósmico de micro-ondas), os cientistas conseguem afinar sua compreensão sobre parâmetros cósmicos, incluindo quanta matéria escura e energia escura existem. É como montar um quebra-cabeça; cada pedacinho de dado se junta para completar a imagem.

Não É Apenas uma Ferramenta de Medição Cósmica

Enquanto tudo isso soa como muita ciência pesada, é essencial para nossa compreensão básica do universo. Saber quanta energia escura existe pode ajudar a prever como o universo vai se comportar no futuro. Então, se você já pensou sobre como o universo poderia acabar - ou se ele realmente vai - essa pesquisa nos dá algumas pistas essenciais.

O Grande Quadro: O Que Vem a Seguir?

À medida que o DESI continua suas observações ao longo dos anos, podemos esperar insights ainda melhores sobre energia escura, massas de neutrinos e teorias de gravidade modificada. É um momento empolgante na cosmologia, enquanto os cientistas se preparam para descobrir mais segredos do universo.

Conclusão

Resumindo, o DESI não é apenas outro telescópio; é uma ferramenta sofisticada que mergulha fundo na estrutura do universo, nos ajudando a entender os grandes mistérios da matéria escura e da energia escura. Então, da próxima vez que você olhar para o céu à noite, lembre-se de que há muita coisa acontecendo lá fora - e o DESI está trabalhando duro para desvendar tudo isso!

A Configuração Cósmica do Universo

Imagine seu quintal como um modelo do universo. Você tem várias coisas como um trampolim (energia escura), uma cerca resistente (matéria escura) e seus vizinhos (outras galáxias). Agora, se o seu trampolim de repente começasse a pular mais alto, você teria que descobrir como isso afeta tudo ao redor. Os cientistas fazem algo parecido com o universo.

O Instrumento: Uma Maravilha Tecnológica

Para conduzir essa investigação cósmica, o DESI usa uma combinação inteligente de instrumentos de alta tecnologia. Isso inclui espectrógrafos que conseguem lidar com um número enorme de galáxias ao mesmo tempo. Em vez de focar em uma estrela ou galáxia por vez, o DESI consegue captar várias delas, o que acelera o processo de entender essas estruturas cósmicas.

Explorando Padrões de Crescimento

Outro aspecto significativo do trabalho do DESI é avaliar como as estruturas crescem no universo ao longo do tempo. Esse crescimento pode dizer muito aos pesquisadores sobre a influência da matéria escura e da energia escura. Se as galáxias crescerem rápido ou devagar demais, isso pode indicar forças inesperadas em ação.

Acompanhando a Expansão Cósmica

Um dos principais objetivos de medir o agrupamento de galáxias é acompanhar a expansão cósmica. Assim como o pão cresce no forno, o universo não é estático; ele está se expandindo. Medindo quão rápido essa expansão ocorre e como as estruturas no cosmos mudam, os cientistas podem aprender mais sobre o que está impulsionando essa expansão.

O Fundo Cósmico de Micro-ondas: Uma Estrela de Fundo

Se o universo fosse um filme, o fundo cósmico de micro-ondas (CMB) seria a música de fundo. É o brilho residual do Big Bang e ajuda a preparar o palco para tudo o mais. Dados do CMB combinados com observações do DESI ajudam os cientistas a checar a consistência de seus modelos sobre como o universo funciona.

Entendendo a Matéria Escura

A matéria escura continua sendo um dos maiores mistérios do universo. Você não pode vê-la, mas seus efeitos estão em toda parte. Através da análise de agrupamento, o DESI ajuda a iluminar como a matéria escura influencia a estrutura do universo, observando como as galáxias se comportam na presença dessa força invisível.

Neutrinos: Os Jogadores Silenciosos

Os neutrinos são como os convidados silenciosos da festa que ninguém presta muita atenção, mas são críticos para a atmosfera geral. Medir suas massas e como interagem com estruturas cósmicas pode oferecer insights em física fundamental, ajudando os pesquisadores a entender tudo, desde interações de partículas até a evolução do universo.

Decompondo os Números: O Que Estamos Encontrando?

Com base nos dados mais recentes, os pesquisadores conseguiram refinar suas estimativas de parâmetros cosmológicos - aqueles números que descrevem como o universo funciona. Essas atualizações dão uma imagem mais clara de quanta energia escura e matéria escura existe e ajudam a entender se houve mudanças surpreendentes em como o universo se expande.

O Papel Misterioso da Energia Escura

A energia escura não é apenas uma estranheza; ela desempenha um papel crucial na expansão do universo. É como se houvesse uma mão invisível empurrando as coisas para longe. Quanto mais aprendemos sobre essa força, melhor conseguimos modelar como o universo vai se parecer no futuro e como as galáxias vão se comportar.

Gravidade Modificada: Uma Reviravolta na História

Teorias de gravidade modificada propõem que a gravidade pode agir de forma diferente do que normalmente pensamos, especialmente em grandes distâncias. Aplicando essas teorias aos dados coletados pelo DESI, os cientistas podem explorar novas ideias sobre a gravidade. Isso pode reformular nossa compreensão da física fundamental e levar a descobertas empolgantes.

A Equipe por Trás das Observações

Milhares de cientistas, engenheiros e outros profissionais trabalham incansavelmente em projetos como o DESI. Por trás de cada medição e observação, há uma equipe de indivíduos dedicados garantindo que os dados coletados sejam precisos e significativos. Eles criam as ferramentas, analisam os dados e expandem os limites da nossa compreensão.

Olhando para o Futuro

À medida que o DESI coleta mais dados ao longo dos anos, a comunidade científica está ansiosa para desvendar mais segredos cósmicos. A análise das observações iniciais prepara o terreno, mas a verdadeira empolgação está à frente, conforme a tecnologia melhora e a coleta de dados se torna ainda mais eficiente.

Conclusão: Um Universo de Possibilidades

Em resumo, o DESI representa mais do que apenas uma ferramenta; é um portal para entender o universo e nosso lugar dentro dele. Com cada observação e análise, nos aproximamos de desmistificar a energia escura, a matéria escura e as leis fundamentais da física. E quem sabe? Um dia, as descobertas que fazemos podem mudar tudo que pensamos saber sobre o cosmos. Então, continue olhando para cima - há muito o que aprender!

Fonte original

Título: DESI 2024 VII: Cosmological Constraints from the Full-Shape Modeling of Clustering Measurements

Resumo: We present cosmological results from the measurement of clustering of galaxy, quasar and Lyman-$\alpha$ forest tracers from the first year of observations with the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI Data Release 1). We adopt the full-shape (FS) modeling of the power spectrum, including the effects of redshift-space distortions, in an analysis which has been validated in a series of supporting papers. In the flat $\Lambda$CDM cosmological model, DESI (FS+BAO), combined with a baryon density prior from Big Bang Nucleosynthesis and a weak prior on the scalar spectral index, determines matter density to $\Omega_\mathrm{m}=0.2962\pm 0.0095$, and the amplitude of mass fluctuations to $\sigma_8=0.842\pm 0.034$. The addition of the cosmic microwave background (CMB) data tightens these constraints to $\Omega_\mathrm{m}=0.3056\pm 0.0049$ and $\sigma_8=0.8121\pm 0.0053$, while further addition of the the joint clustering and lensing analysis from the Dark Energy Survey Year-3 (DESY3) data leads to a 0.4% determination of the Hubble constant, $H_0 = (68.40\pm 0.27)\,{\rm km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$. In models with a time-varying dark energy equation of state, combinations of DESI (FS+BAO) with CMB and type Ia supernovae continue to show the preference, previously found in the DESI DR1 BAO analysis, for $w_0>-1$ and $w_a

Autores: DESI Collaboration, A. G. Adame, J. Aguilar, S. Ahlen, S. Alam, D. M. Alexander, C. Allende Prieto, M. Alvarez, O. Alves, A. Anand, U. Andrade, E. Armengaud, S. Avila, A. Aviles, H. Awan, B. Bahr-Kalus, S. Bailey, C. Baltay, A. Bault, J. Behera, S. BenZvi, F. Beutler, D. Bianchi, C. Blake, R. Blum, M. Bonici, S. Brieden, A. Brodzeller, D. Brooks, E. Buckley-Geer, E. Burtin, R. Calderon, R. Canning, A. Carnero Rosell, R. Cereskaite, J. L. Cervantes-Cota, S. Chabanier, E. Chaussidon, J. Chaves-Montero, D. Chebat, S. Chen, X. Chen, T. Claybaugh, S. Cole, A. Cuceu, T. M. Davis, K. Dawson, A. de la Macorra, A. de Mattia, N. Deiosso, A. Dey, B. Dey, Z. Ding, P. Doel, J. Edelstein, S. Eftekharzadeh, D. J. Eisenstein, W. Elbers, A. Elliott, P. Fagrelius, K. Fanning, S. Ferraro, J. Ereza, N. Findlay, B. Flaugher, A. Font-Ribera, D. Forero-Sánchez, J. E. Forero-Romero, C. S. Frenk, C. Garcia-Quintero, L. H. Garrison, E. Gaztañaga, H. Gil-Marín, S. Gontcho A Gontcho, A. X. Gonzalez-Morales, V. Gonzalez-Perez, C. Gordon, D. Green, D. Gruen, R. Gsponer, G. Gutierrez, J. Guy, B. Hadzhiyska, C. Hahn, M. M. S Hanif, H. K. Herrera-Alcantar, K. Honscheid, C. Howlett, D. Huterer, V. Iršič, M. Ishak, R. Joyce, S. Juneau, N. G. Karaçaylı, R. Kehoe, S. Kent, D. Kirkby, H. Kong, S. E. Koposov, A. Kremin, A. Krolewski, O. Lahav, Y. Lai, T. -W. Lan, M. Landriau, D. Lang, J. Lasker, J. M. Le Goff, L. Le Guillou, A. Leauthaud, M. E. Levi, T. S. Li, K. Lodha, C. Magneville, M. Manera, D. Margala, P. Martini, W. Matthewson, M. Maus, P. McDonald, L. Medina-Varela, A. Meisner, J. Mena-Fernández, R. Miquel, J. Moon, S. Moore, J. Moustakas, N. Mudur, E. Mueller, A. Muñoz-Gutiérrez, A. D. Myers, S. Nadathur, L. Napolitano, R. Neveux, J. A. Newman, N. M. Nguyen, J. Nie, G. Niz, H. E. Noriega, N. Padmanabhan, E. Paillas, N. Palanque-Delabrouille, J. Pan, S. Penmetsa, W. J. Percival, M. M. Pieri, M. Pinon, C. Poppett, A. Porredon, F. Prada, A. Pérez-Fernández, I. Pérez-Ràfols, D. Rabinowitz, A. Raichoor, C. Ramírez-Pérez, S. Ramirez-Solano, M. Rashkovetskyi, C. Ravoux, M. Rezaie, J. Rich, A. Rocher, C. Rockosi, N. A. Roe, A. Rosado-Marin, A. J. Ross, G. Rossi, R. Ruggeri, V. Ruhlmann-Kleider, L. Samushia, E. Sanchez, C. Saulder, E. F. Schlafly, D. Schlegel, M. Schubnell, H. Seo, A. Shafieloo, R. Sharples, J. Silber, A. Slosar, A. Smith, D. Sprayberry, T. Tan, G. Tarlé, P. Taylor, S. Trusov, R. Vaisakh, D. Valcin, F. Valdes, G. Valogiannis, M. Vargas-Magaña, L. Verde, M. Walther, B. Wang, M. S. Wang, B. A. Weaver, N. Weaverdyck, R. H. Wechsler, D. H. Weinberg, M. White, M. J. Wilson, L. Yi, J. Yu, Y. Yu, S. Yuan, C. Yèche, E. A. Zaborowski, P. Zarrouk, H. Zhang, C. Zhao, R. Zhao, R. Zhou, T. Zhuang, H. Zou

Última atualização: 2024-11-21 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2411.12022

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.12022

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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