史上最詳細(xì)宇宙三維地圖來(lái)了！研究結(jié)果發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》

據(jù)《自然》報(bào)道，近日，以探測(cè)宇宙加速膨脹機(jī)理為目的的暗能量巡天(DES)項(xiàng)目在《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》等期刊網(wǎng)站在線發(fā)表了簡(jiǎn)報(bào)，披露了其合作研究結(jié)果。

2013~2019年間，DES團(tuán)隊(duì)利用位于智利托洛洛山美洲際天文臺(tái)的維克托·M·布蘭科望遠(yuǎn)鏡調(diào)查了南天球1/4的天空，其曝光范圍包括3億個(gè)星系。這項(xiàng)在同類研究中規(guī)模最大的對(duì)南天球星空的調(diào)查，重建了質(zhì)量是如何在空間和時(shí)間上傳播的。這些數(shù)據(jù)提供的證據(jù)表明，暗能量這種似乎推動(dòng)宇宙加速膨脹的力量，貫穿于整個(gè)宇宙發(fā)展歷史中。

“這是一個(gè)非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集。”英國(guó)愛丁堡大學(xué)天文學(xué)家Catherine Heymans評(píng)論道。

隨著宇宙的不斷膨脹，距離我們更遠(yuǎn)的星系看起來(lái)更紅，因?yàn)樗鼈兊墓獠ㄒ呀?jīng)延伸到更長(zhǎng)的波長(zhǎng)。研究人員將星系按顏色分組，以獲得每個(gè)星系與我們星系之間距離的粗略指示。這樣，研究小組就可以在地圖上添加第三個(gè)維度。

一張三維宇宙地圖可以提供宇宙歷史的記錄。通過(guò)追蹤星系如何隨時(shí)間擴(kuò)散，宇宙學(xué)家可以間接地測(cè)量在其中起作用的力，包括暗物質(zhì)的引力。暗物質(zhì)，這種不可見的物質(zhì)占宇宙質(zhì)量的80%，主導(dǎo)著星系和星系團(tuán)的形成。

為更好地揭示暗物質(zhì)的存在，DES團(tuán)隊(duì)分析了1億個(gè)較遠(yuǎn)星系的形狀。因?yàn)橐梢允箍臻g發(fā)生彎曲，宇宙學(xué)家能通過(guò)觀察引力如何擠壓遙遠(yuǎn)星系的圖像，繪制出宇宙較近區(qū)域大量暗物質(zhì)的分布圖。

以三維形式繪制星系和暗物質(zhì)的地圖還可以幫助研究人員研究暗能量。到目前為止，所有的證據(jù)都表明它在整個(gè)空間和時(shí)間上是一致的，而此次DES提供了對(duì)這一假設(shè)最嚴(yán)格的檢驗(yàn)。

DES成員、美國(guó)杜克大學(xué)的Michael Troxel表示，與其他調(diào)查數(shù)據(jù)相結(jié)合，他們繪制的三維地圖可將誤差降低到3%左右。

在DES主要成員、倫敦大學(xué)學(xué)院的Ofer Lahav看來(lái)，這個(gè)結(jié)果是宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的“勝利”，該模型假定暗能量是恒定的。這一結(jié)果將使宇宙學(xué)家更難支持另一種模型，即暗能量是一種“有形的媒介”，在未來(lái)可能會(huì)消亡。

此外，通過(guò)觀測(cè)繪制三維地圖，DES團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)宇宙比預(yù)期的要平滑一些，暗物質(zhì)的濃度也比預(yù)期的小一些。

（徐銳）