Områden i universum som innehåller mycket få eller inga galaxer – kända som tomrum – kan hjälpa till att mäta kosmisk expansion med mycket större precision än tidigare, enligt ny forskning.

Studien tittade på formerna av tomrum som finns i data från Sloan Digital Sky Survey (SDSS) samarbete. Tomrum finns i olika former, men eftersom de inte har någon föredragen inriktningsriktning, ett tillräckligt stort urval av dem kan i genomsnitt användas som "standardsfärer" - objekt som bör verka perfekt symmetriska i frånvaro av några förvrängningar.

Dock, de observerade formerna av dessa sfärer förvrängs av dopplerförskjutningar i rödförskjutningar av närliggande galaxer orsakade av det lokala hastighetsfältet, och av naturen och mängderna av mörk materia och mörk energi som utgör 95% av universum. Denna förvrängning kan teoretiskt modelleras, och det nya verket visar att det nu kan mätas exakt.

Forskningen leddes av University of Portsmouth, världsledande inom kosmologi, och publiceras denna vecka i Fysisk granskning D .

Den nya mätningen av distorsionen runt tomrum använde Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) av galaxer från SDSS, som designades för att mäta mörk energi och rymdens krökning.

För att mäta en nyckelaspekt av den kosmiska expansionen, den nya metoden överträffar avsevärt standardtekniken baryon akustisk oscillation (BAO) som BOSS designades för. De nya resultaten överensstämmer med den enklaste modellen av ett platt universum med en kosmologisk konstant mörk energi, och skärpa begränsningarna för alternativa teorier.

Huvud författare, Dr Seshadri Nadathur, forskarassistent vid universitetets institut för kosmologi och gravitation (ICG), sa:"Denna mätning uppgraderar de tidigare bästa resultaten från BOSS enormt – precisionen motsvarar att få data från en hypotetisk undersökning fyra gånger så stor som BOSS, helt gratis. Det hjälper verkligen att fastställa egenskaperna hos mörk energi."

"Dessa resultat betyder också att de förväntade vetenskapsresultaten från anläggningar som Europeiska rymdorganisationens Euclid-satellituppdrag och Dark Energy Spectroscopic Instrument - där astronomisamfundet har investerat mycket resurser - kan bli ännu bättre än man tidigare trott."

De andra författarna inkluderar Portsmouths Ph.D. student Paul Carter, forskare Dr Hans Winther och Dr Julian Bautista, och tidigare Portsmouth-professorn Will Percival, som nyligen tillträtt en ny roll i Kanada.