美國亞利桑那州一架經過改進的望遠鏡繪制出迄今為止最大的宇宙三維地圖
來源：桑間濮上網
時間：2025-12-12 00:54:48
美國亞利桑那州一架經過改進的望遠鏡繪制出迄今為止最大的宇宙三維地圖
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在這張宇宙三維地圖中，改進地球在左下角，向室女座、巨蛇座和武仙座的方向望去，距離超過50億光年。每個彩色的點代表一個星系，而每個星系由1000億到1萬億顆恒星組成。引力將星系聚集成一種被稱為“宇宙網”的結構，其中分布著密集的星團、纖維和空洞。
暗能量光譜儀（DESI）是由加州勞倫斯伯克利國家實驗室和世界各地的科學家合作研發的，于2015年至2019年安裝在索諾拉沙漠中基特峰國家天文臺的梅奧爾望遠鏡上，至今觀測運行的時間還不到一年。
DESI的設計目的是創建一幅更大的三維宇宙地圖，以更好地理解暗能量的物理學。在宇宙物理學中，暗能量是一種難以察覺的能量形式，作用于時空結構本身，可以加速宇宙的膨脹。
這張三維宇宙地圖有許多美麗之處，在其星系分布中，可以看到巨大的星團、纖維和空洞結構。它們是宇宙中最大的結構，但在它們中間，你會發現宇宙早期的印記，以及此后宇宙膨脹的歷史。研究人員希望了解暗能量對這些結構的影響，從而了解宇宙的最終命運。
在準備階段，DESI團隊使用了2021年1月發布的一張巨大的二維宇宙地圖，而三維的調查就在幾周后開始。新的三維地圖精確定位了超過750萬個星系的位置，大大超過了2008年斯隆數字巡天（SDSS）所創造的大約93萬個星系的記錄。
星系調查
DESI收集了分布在大約三分之一天空區域中的數百萬個星系的光譜圖像。通過分析每個星系發出的光的顏色光譜，研究人員可以確定光被“紅移”的程度。所謂紅移，是指由于宇宙膨脹引起的多普勒效應，光被向光譜的紅端拉伸。一般而言，一個星系的紅移越大，它遠離地球的速度就越快，距離地球上的觀察者也就越遠。
自138億年前的大爆炸以來，宇宙一直在膨脹，現在它比我們所能看到的最遠距離還要大得多——直徑至少有920億光年。
在聲明中，參與DESI項目的科學家們希望這張宇宙三維地圖能揭示天空的“深度”，并幫助他們繪制星系團和超星系團。由于這些結構與它們最初形成時的物理漣漪相呼應，研究人員希望利用這些數據來確定宇宙的膨脹歷史，甚至宇宙的最終命運。
暗能量
科學家以往認為宇宙正在以恒定的速度膨脹，或者宇宙中物質和能量的結合可能最終會使膨脹減速。然而，從20世紀末開始，對超新星的觀測表明，宇宙實際上是在加速膨脹。于是，科學家們創造了“暗能量”這一概念來解釋這種意想不到的現象。
現在的計算表明，暗能量占可觀測宇宙總能量的70%左右。暗能量現有兩種模型，一是阿爾伯特·愛因斯坦在廣義相對論中提出的“宇宙學常數”——一種均勻充滿空間的恒常能量密度；二是標量場，即一個能量密度隨時變化的動力場。近幾十年來，理解暗能量已經成為一個重要的科學目標。
隨著宇宙的膨脹，似乎產生了更多的暗能量，從而加速了宇宙的膨脹。最終，暗能量的影響將決定宇宙的命運——它是永遠膨脹、撕裂，還是以一種反向大爆炸的形式再次坍縮。
現在，DESI每月可對大約250萬個星系的紅移進行編目歸類。該團隊預計在2026年完成三維巡天地圖，屆時該望遠鏡將觀測到大約3500萬個星系。在近期由勞倫斯伯克利實驗室舉辦的名為CosmoPalooza的網絡研討會上，DESI的研究人員展示了該儀器的一些早期天體物理學結果。
