Kosmologia obserwacyjna wykorzystuje zarówno teleskopy (do obserwacji galaktyk, gromad galaktyk, kosmicznej pajęczyny, kosmicznego promieniowania tła) jak również numeryczne i analityczne narzędzia, aby poznać i wytłumaczyć prawa przyrody rządzące Wszechświatem w skalach od megaparseków do około dwudziestu gigaparseków. Grupa kosmologiczna w Instytucie Astronomii UMK jest zaangażowana badania podstawowe poprzez udział w przedsięwzięciach zarówno numerycznych jak i obserwacyjnych.
Model Wszechświata ΛCDM jest bardzo prostym rozwiązaniem równań ogólnej teorii względności Einsteina i jest powszechnie wykorzystywany by tłumaczyć dostępne obserwacje. Wprowadzenie dokładniejszego opisu Wszechświata będzie pociągało za sobą dużo bardziej skomplikowane matematycznie modele czasoprzestrzeni. Jedno z podstawowych pytań dotyczy tego czy przestrzeń jest wielospójna, jak w przypadku gier video, w których przejście przez granicę ekranu powoduje ponowne pojawienie się po jego przeciwnej stronie. Jest to zagadnienie kształtu Wszechświata, którym nasza grupa zajmuje się od wielu lat. Obserwacje i modelowanie zawartości Wszechświata, fluktuacji we wczesnym Wszechświecie, które później formują struktury filamentarne i gromady galaktyk są kolejnym z naszych głównych obszarów zainteresowań, w którym pozostało wiele wyzwań i zagadek do rozwiązania.
Pracujemy również nad kosmologią relatywistyczną, w kontekście bardziej realistycznego podejścia niż to prezentowane przez standardowy, uproszczony model. To jest szeroko rozumiany temat kosmologicznej reakcji wstecznej. Standardowe podejście, wykorzystujące równania Einsteina, przywołuje tajemniczą ,,ciemną energię”. Zagadnienie dotyczące tego, czy to bardziej precyzyjne podejście do kosmologii może być wytłumaczeniem ciemnej energii, było centralnym punktem debaty konferencji Inhomogeneous Cosmologies 2017, której uczestnikami byli najbardziej prominentni naukowcy na świecie w tym szybko wyłaniającym się obszarze badań.
Nasza grupa jest zaangażowana również w międzynarodowe projekty 4-metre Multi-Object Spectroscopic Telescope (4MOST) oraz Large Synoptic Survey Telescope (LSST), które do połowy lat dwudziestych XXI wieku dostarczą największych i najbardziej szczegółowych, trójwymiarowych map znacznej części obserwowalnego Wszechświata. Spodziewana dokładność mapowania wzrośnie o rząd wielkości, co w połączeniu z rozwojem modelowania z wykorzystaniem równań Einstein’a dostarczy naszej grupie wskazówek potencjalnie wykraczających poza model ΛCDM.
Grupa:
- dr hab. Boudewijn Roukema, prof. UMK
- dr Bartosz Lew
- dr Jan Ostrowski
- dr Zbigniew Buliński
Realizowane tematy:
- Kształt Wszechświata
- Zawartość Wszechświata
- Kosmiczne promieniowanie tła
- Powstawanie Struktur we Wszechświecie
- Gromady Galaktyk
- Kosmologiczna reakcja wsteczna