Wie werden die während des 5-jährigen DESI-Betriebs gesammelten Daten analysiert, um herauszufinden, was Dunkle Energie wirklich ist?

Bitte werfen Sie einen Blick auf dieses Prognosepapier: 1611.00036 . Ich nenne einige wichtige Zahlen.

Es gibt zwei wichtige Beobachtungsgrößen in den großräumigen Strukturen: Baryon Acoustic Oscillations ( BAO ) und Redshift-space Distortions ( RSD ). BAO erzählt uns die Expansionsgeschichte des Universums, daher setzt die Messung von BAO Einschränkungen für die Zustandsgleichung (EoS) der Dunklen Energie.

Zum Beispiel, wenn das EoS wie parametriert ist$w=w_0+w_a(1-a)$. DESI erwartet ein solches Konturdiagramm ($68\%$Grenze), wenn der Wert "true" ist$w_0=-1$Und$w_a=0$: Hier bedeutet "P" Planck prior und "BB" bedeutet den Fall, wenn Platinenbandinformationen (die Form des gemessenen Dichteleistungsspektrums) verwendet werden. Die blaue Linie ist das vorherige Ergebnis des BOSS-Projekts , daher sehen wir enorme Verbesserungen.

In ähnlicher Weise sagt uns RSD, wie Strukturen gruppiert sind und wachsen, während verschiedene Gravitationstheorien unterschiedliche Wachstumsraten vorhersagen. Daher wird DESI der Gravitationstheorie stärkere Einschränkungen geben (modifizierte Gravitation ist eine alternative Erklärung für die Beschleunigung des Universums):

Und natürlich wird DESI die Gesamtmenge an dunkler Energie besser messen können:

aktualisieren:

Von Rohdaten zu kosmologischen Parametern ist es eine lange Geschichte, aber das Vorgehen lässt sich kurz, aber nicht genau zusammenfassen:

Die Rohdaten sind die Positionen (RA, DEC, Rotverschiebung) vieler Galaxien/Quasare. Diese Positionen werden in Statistiken umgewandelt, zB Leistungsspektrum und Korrelationsfunktion.

Und dann nehmen die Leute eine Art von Parametrisierung/Modell an, um die Wahrscheinlichkeit zu ermitteln$\mathcal{L}(d|\boldsymbol{\theta})$, Hier$d$bedeutet Daten und$\boldsymbol{\theta}$bedeutet Parameter.

Mit Hilfe des Satzes von Bayes$p(\boldsymbol{\theta}|d)\propto\mathcal{L}(d|\boldsymbol{\theta})p_{\mathrm{prior}}(\boldsymbol{\theta})$, erhalten wir die Einschränkungen/Messungen für diese Parameter.

Von Martiniet al. 2018 :

Das Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) zur Messung der Expansionsgeschichte des Universums mit der Baryon Acoustic Oscillation-Technik. Während der Laufzeit des Experiments werden die Spektren von 35 Millionen Galaxien und Quasaren über 14000 Quadratgrad gemessen. Ein neuer Hauptfokuskorrektor für das Mayall-Teleskop von KPNO liefert Licht an 5000 faseroptische Positionierer. Die Fasern wiederum speisen zehn Breitband-Spektrographen.

Es wurde eine große Anzahl von Bildern aufgenommen, je nach Spektrographen während der Performance-Serienphase zwischen 1.000 und 3.000, insgesamt etwa 23.000. Nicht alle diese Daten wurden analysiert, darunter gibt es viele dunkle Bilder. Die meisten Bilder wurden für einen bestimmten Zweck erworben, könnten aber später für einen anderen Zweck verwendet werden. Dies hat sich beispielsweise als nützlich erwiesen, um ein Problem zu verstehen, das bei der Kollimatorbeschichtung festgestellt wurde.