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暗能量绘图仪将还原宇宙110亿年历史

  科技日报北京 8 月 13 日电 (记者刘霞)天文学家即将开始一项迄今最雄心勃勃的星系测绘计划。据《自然》杂志网站 12 日报道,在接下来的 5 年内,他们将进行迄今最大的星系光谱调查——捕捉 3500 万个星系的光谱,重建宇宙膨胀的历史,以阐明暗能量的本质。暗能量是一种推动宇宙加速膨胀的神秘力量。

  这款名为“暗能量光谱仪”(DESI)的设备预计将于今年 9 月看到“第一束光”,调试期后,最早 2020 年 1 月,它将使用基特峰国家天文台的梅奥尔 4 米望远镜对北方天空进行观测。DESI 的预算为 7500 万美元,约3/4 来自美国能源部,其余来自英国和法国。

  1998 年,科学家首次发现暗能量的有力证据。20 年后,新一代实验开始,DESI 则是新一代研究宇宙膨胀历史系列实验中的第一个,此外还包括将于本世纪 20 年代“上岗”的地面和太空天文台。

  这次调查将重建宇宙 110 亿年的历史,有望回答关于暗能量的最基本问题:它是一种遍及时空的统一的力,还是它的力量已经过了亿万年的进化?

  调查将通过测量早期宇宙的特征——重子声波振荡(BAOs)来追踪宇宙膨胀的变化情况。这些振荡是物质密度的波动,会在星系聚集的空间周围留下球形印记。星系最集中分布于这一印记的中心名为“超星系团”的区域及其边缘,这些区域之间有巨大的空隙。

  “超星系团”形成于暗物质在自身引力作用下聚集的区域。自宇宙大爆炸后约 100 万年以来,这种原始的星系聚集模式一直保持不变。随着宇宙不断膨胀,BAOs 一直在追踪它的膨胀——现在,它们约有 320 百万秒差距(10 亿光年)宽。宇宙学家用这个距离作为标尺,通过追踪 BAOs 的大小,来重建宇宙本身是如何膨胀的。

  跟踪 BAOs 需要通过测量星系的红移从而绘制出星系的三维图谱。红移测量的是星系远离银河系的速度,这会指明星系与银河系之间的距离。测量的星系红移越多,BAOs 跟踪就越精确。此前研究总共绘制了近 240 万个星系的图谱,最新研究将绘制 3500 万个星系的光谱。

时间:2019-08-14 09:14:28阅读(12)
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