暗能量繪圖儀將還原宇宙110億年歷史

　　天文學家即將開始一項迄今最雄心勃勃的星系測繪計劃。據《自然》雜志網站 12 日報道，在接下來的 5 年內，他們將進行迄今最大的星系光譜調查——捕捉 3500 萬個星系的光譜，重建宇宙膨脹的歷史，以闡明暗能量的本質。暗能量是一種推動宇宙加速膨脹的神秘力量。

　　這款名為“暗能量光譜儀”(DESI)的設備預計將于今年 9 月看到“第一束光”，調試期后，最早 2020 年 1 月，它將使用基特峰國家天文臺的梅奧爾 4 米望遠鏡對北方天空進行觀測。DESI 的預算為 7500 萬美元，約3/4 來自美國能源部，其余來自英國和法國。

　　1998 年，科學家首次發現暗能量的有力證據。20 年后，新一代實驗開始，DESI 則是新一代研究宇宙膨脹歷史系列實驗中的第一個，此外還包括將于本世紀 20 年代“上崗”的地面和太空天文臺。

　　這次調查將重建宇宙 110 億年的歷史，有望回答關于暗能量的最基本問題：它是一種遍及時空的統一的力，還是它的力量已經過了億萬年的進化?

　　調查將通過測量早期宇宙的特征——重子聲波振蕩(BAOs)來追蹤宇宙膨脹的變化情況。這些振蕩是物質密度的波動，會在星系聚集的空間周圍留下球形印記。星系最集中分布于這一印記的中心名為“超星系團”的區域及其邊緣，這些區域之間有巨大的空隙。

　　“超星系團”形成于暗物質在自身引力作用下聚集的區域。自宇宙大爆炸后約 100 萬年以來，這種原始的星系聚集模式一直保持不變。隨著宇宙不斷膨脹，BAOs 一直在追蹤它的膨脹——現在，它們約有 320 百萬秒差距(10 億光年)寬。宇宙學家用這個距離作為標尺，通過追蹤 BAOs 的大小，來重建宇宙本身是如何膨脹的。

　　跟蹤 BAOs 需要通過測量星系的紅移從而繪制出星系的三維圖譜。紅移測量的是星系遠離銀河系的速度，這會指明星系與銀河系之間的距離。測量的星系紅移越多，BAOs 跟蹤就越精確。此前研究總共繪制了近 240 萬個星系的圖譜，最新研究將繪制 3500 萬個星系的光譜。
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