我们宇宙中最大的3D地图可能“颠覆宇宙学”

汪雨甘捍

DESI制作了迄今为止最大的宇宙3D地图。地球位于这张薄薄的地图的中心。在放大的部分，我们很容易看到宇宙中物质的基本结构。（图片来源：Claire Lamman/DESI合作；cmastro定制彩色地图包）

据美国生活科学网站（Sharmila Kuthunur）：自从发现暗能量以来，已经有二十多年的时间了。

因此，科学家们有20多年的时间来破解这种似乎正在撕裂宇宙的无形物质的秘密。然而，他们仍然对此一无所知。事实上，暗能量甚至可能不是一种物质。它可能是一种力，甚至是空间本身的一种内在性质。

例如，宇宙学的标准模型——我们的主要宇宙进化理论——确实表明暗能量在整个宇宙和整个时间内都是坚定不移的，使其成为空间的一个基本特性。如果恒定不变，占宇宙70%的神秘暗能量将推开所有恒星和星系。然而，对宇宙宇宙历史的最大调查可能表明，暗能量，也被称为一种假设的“反重力”力，可能会随着时间的推移而进化，而不是保持不变，这暗示着宇宙居民的未来不那么孤独。

如果这一早期结果与未来的观测结果一致，宇宙学家可能至少必须探索盛行的Lambda CDM（LCDM）模型中的系统不确定性，这是一个宇宙数学模型，其中Lambda代表暗能量。他们可能还需要开始筛选我们宇宙的数十个其他模型，以找到真正的最佳匹配。尽管如此，证据还是暂时的——它没有达到所谓的“5西格玛阈值”，该阈值决定了一个信号是否可以被视为官方发现。因此，随着未来几年内计划提供更多数据，对暗能量进化的不断出现的解释可能会发生变化。

波士顿大学的Dillon Brout用超新星测量宇宙的加速度，他说：“如果这是真的，这只会颠覆宇宙学。”。这样的发现将是“我们对宇宙最佳理解的思维范式的转变”

宇宙的街灯

位于亚利桑那州基特峰国家天文台的尼古拉斯·U·梅奥尔4米望远镜上的暗能量光谱仪器（DESI）每月精确定位100万个星系的位置。通过这些观测，宇宙学家可以测量宇宙在过去110亿年中的膨胀率。这些遥远的星系可以被比作“宇宙的街灯”，从而帮助宇宙学家研究宇宙中渗透的暗能量之谜。

4月4日，DESI合作分享了有史以来最大的宇宙3D地图。它还包括对过去110亿年中宇宙膨胀率的高精度测量。仅在运行的第一年，DESI就被证明在测量早期宇宙膨胀历史方面的能力是其前身斯隆数字巡天的两倍，后者花了十多年的时间才绘制出类似的3D地图。

布鲁特说，这“是我们等待已久的下一代数据，所以很高兴看到它已经到来”，他没有参与DESI的合作。

除了无数像打结的线一样聚集在一起的星系外，DESI的新3D地图还突出了早期宇宙中一种被称为重子声学振荡（BAO）的微弱模式。这些微妙的3D褶皱在我们宇宙历史的前38万年中穿过了存在的物质，随着时间的推移而冻结，并变成了婴儿宇宙的遗迹。通过绘制这些冻结BAO的大小，研究人员成功地估计了到星系的距离，并推断出宇宙在不同时间点的膨胀速度。

由于来自典型星系的光太微弱而看不见，因为这些星系离我们很远，而且它们发出的光强度相对较低，DESI合作还研究了40多万个被称为类星体的强烈明亮物体。当这些物体发出的光滑过星际空间时，它会被气体和尘埃云吸收，帮助宇宙学家以类似于绘制星系图的方式绘制致密物质的区域图。

西班牙高能物理研究所的科学家、DESI合作成员Andreu Font Ribera在一份声明中说：“这让我们可以进一步了解宇宙非常年轻的时候。”。“这真的很难衡量，看到它成功也很酷。”

“如果这是真的，我们就处于未知的领域”

暗能量可能随着时间的推移而演化的初步结论来自对DESI数据的早期分析，以及其他宇宙学数据的数据。研究人员发现，与标准模型相比，不同的暗能量模型更符合数据。需要明确的是，没有一个数据集本身能令人信服地揭示暗能量的时间演变性质，但当所有数据集结合在一起时，信号会变得稍微更强。

犹他大学DESI的联合发言人Kyle Dawson告诉Space.com：“我认为Lambda CDM是错误的，这还不够强烈。事实上，我们以前从未发现与该模型有任何真正意义的偏差。”

道森说，然而，从早期的分析来看，暗能量似乎正在从宇宙加速的强大驱动力转变为在某种程度上逐渐减弱。

布鲁特说：“如果这是真的，我们就处于未知的领域。”。DESI的合作使用了仅次于Lambda CDM的第二简单的宇宙模型，该模型除了能够帮助宇宙学家检查与标准模型的偏差外，并不引人注目。布鲁特说，如果未来正在进行的观测确实发现暗能量正在随着时间的推移而演变，那么其他几十个模型也将变得可行，宇宙学家将不得不开始对所有模型进行单独测试。

“如果不是Lambda CDM，谁知道呢？”