天文学家绘制迄今最大宇宙地图
一项为期5年的巡天观测现已圆满结束，共捕获超过4700万个星系与类星体，研究人员借此完成了史上最详尽宇宙地图的最终绘制。这些数据有望解开暗能量似乎正在减弱的谜团，而这种现象一旦证实，可能会颠覆现有的宇宙标准模型。
这张宇宙地图局部切片，以地球为中心，展示了银道面上下的星系与类星体分布。图片来源：Claire Lamman/DESI collaboration
位于美国亚利桑那州基特峰国家天文台的暗能量光谱仪（DESI），自2021年起便持续扫描天空。研究人员最初预计该巡天项目可获取3400万个星系与类星体的数据，而DESI的观测效率远超预期。由于涉及极其遥远的距离，部分特别暗淡的星系仅通过100至200个光子就被成功观测到。
美国劳伦斯·伯克利国家实验室的David Schlegel表示，人类此前所有的宇宙地图加起来仅包含500万个星系，因此DESI数据让人类对宇宙的认知量提升了近10倍。
“在我整个科研生涯中，我们一直保持着这样的节奏：每过10年，宇宙地图的规模就扩大10倍。”Schlegel说，“你不禁会问，我们何时能把100亿光年内所有可观测星系都测绘完毕？按照这个速度，到2061年就能实现。”
主巡天任务现已完成，但数据还需要一年时间进行分析，之后才会向全球研究者开放。该项目还将继续采集数据至少两年半。Schlegel称，研究团队希望对DESI 进行升级，使其一直运行至21世纪30年代。“它至今仍是全球同类设备中最领先的。”
DESI的巡天范围现已覆盖1.4万平方度的天区，团队目标是进一步扩展至1.7万平方度。整个天空的总面积超过4.1万平方度，但其中很大一部分因银河系等近邻明亮天体的遮挡而难以观测。
这些数据将帮助科学家对比远古时期与现今的星系分布规律，进而深入探究暗能量的强度，暗能量约占宇宙总质能的70%。2024年DESI发布的早期数据就显示，暗能量并未如理论预期的那样保持恒定，而是随时间逐渐减弱。
如果暗能量确实在减弱，将对名为Λ-CDM（Λ冷暗物质）的宇宙学标准模型产生颠覆性影响。完整的DESI数据集将为这一关键现象提供更深入的验证。
英国伦敦大学学院的Ofer Lahav表示，在他科研生涯初期，能拥有DESI这样的最新宇宙地图简直像科幻小说。“40年前我在剑桥读博时，我们手里只有几千个星系的样本，整个领域都极度缺乏数据。”他说，“而我现在的学生面临的却是相反的问题——数据泛滥，分析起来极具挑战。”
Lahav认为，如此海量的数据必将带来关于宇宙本质的重大科学突破，而且人类很可能已经捕捉到了一些罕见的一次性宇宙事件，为未来激动人心的研究埋下伏笔。
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