Uurijad märkasid, et universum on veidi ühtlasem kui arvati ja läätseefekt oodatust nõrgem. See tähendab, et galaktikate külgetõmbejõud ei moonuta valguse liikumissuunda nii palju, kui võiks arvata. Sama oletasid töö autorid juba 2017. aastal, ent nüüd sai toonane oletus kolmemõõtmelise kaardi abil uut kinnitust. 

Kaarti luues rühmitasid uurijad lõunataevas paistvad galaktikad värvi järgi, et saada umbkaudselt aimu, kui kaugel on iga galaktika Linnuteest. Nimelt paistavad kaugemal asuvad galaktikad universumi paisudes meile punasemad, sest nende valguslained venitatakse pikematele lainepikkustele. Galaktikate rühmitamise abil said teadlased lisada oma uuele ilmaruumikaardile kolmanda mõõtme.

Kosmoses on ruumiline kaugus seotud ajalise kaugusega, mistõttu on kolmemõõtmeline kosmosekaart universumi ajalookroonika eest. Jälgides galaktikate hargnemist ajas, saavad kosmoloogid kaudselt mõõta ka universumit kujundavaid jõude. Sealhulgas saab selgemaks tumeaine külgetõmbejõud. Nähtamatu tumeaine moodustab kogu universumi massist umbes 80 protsenti ning osaleb galaktikate tekkes ja kobarateks koondumises.

Moonutatud galaktikad

Tumeaine olemasolu paremaks tuvastamiseks uudistas töörühm üle 100 miljoni kaugemal asuva galaktika kujusid. Teades, et gravitatsioon painutab kosmost, said kosmoloogid kaardistada tihedamaid tumeainealasid Linnuteele lähemates piirkondades.

Selleks vaatlesid nad nähtust nimega nõrk gravitatsioonilääts ehk seda, kuidas vaatajale lähedal asuvate tumainealade külgetõmbejõud moonutab kaugemate galaktikate väljanägemist. Uurimisrühma esindaja Alexandra Amoni sõnul paistsid ülespildistatud kaugemale jäävate galaktikate kujutised tõepoolest veidi moonutatud.

Galaktikate ja tumeaine kolmemõõtmeline kaardistamine võimaldab uurijatel paremini tundma õppida universumi paisumisele hoogu andvat tumeenergiat. Tumeenergia mõistatuslik olemus on aga üks kosmoloogia lahendamata põhiprobleeme.

Kõik senised tõendid viitavad, et tumeenergia on kõikjal ajas ja ruumis ühesugune. Uus kolmemõõtmeline kaart pani selle hüpoteesi karmilt proovile. Kombineerides uut kaarti teiste uuringute andmetega suutsid uurijad vähendada veapiiri umbes kolme protsendini. Uuringu tulemuste valguses on kosmoloogidel üha keerulisem pooldada alternatiivseid mudeleid, kus tumeenergiat peetakse käegakatsutavaks olluseks, mis võib tulevikus kokku kuivada.

Uuringu autori Alexandra Amoni sõnul osutus läätseefekt järjekindlalt nõrgemaks, kui võiks universumi koostise põhjal oodata. Lisaks tema töörühmale, on sarnase vastaka tulemuseni jõudnud veel kaks nõrga läätse uurimisrühma. Kõigis kolmes uuringus leidsid uurijad vähem läätseefekti ja seetõttu veidi väiksemas koguses tumeainet, kui võiks praegu tunnustatud kosmoloogilise mudeli põhjal arvata. Kui arvesse võtta katse määramatust, sobituvad uued mõõtmistulemused endiselt kehtiva mudeliga. 

Tumeenergia uuringu ehk DESi rahvusvaheline töörühm vaatles taevalaotust aastatel 2013–2019. Selleks kasutasid nad 570-megapikslist kaamerat ja Tšiilis asuva Cerro Tololo Ameerikatevahelise obervatooriumi teleskoopi. Vaadeldud ala kattis neljandiku lõunataevast ja sinna jäi 300 miljonit galaktikat.

Teadustööst kirjutatakse ajakirjas Nature.