維克托·M·布蘭科望遠鏡于2013~2019年間觀測了南天球星空。圖片來源：CTIO/NOIRLab
據《自然》報道，近日，以探測宇宙加速膨脹機理為目的的暗能量巡天（DES）項目在《皇家天文學會月報》等期刊網站在線發表了簡報，披露了其合作研究結果。
2013~2019年間，DES團隊利用位于智利托洛洛山美洲際天文臺的維克托·M·布蘭科望遠鏡調查了南天球1/4的天空，其曝光范圍包括3億個星系。這項在同類研究中規模最大的對南天球星空的調查，重建了質量是如何在空間和時間上傳播的。這些數據提供的證據表明，暗能量這種似乎推動宇宙加速膨脹的力量，貫穿于整個宇宙發展歷史中。
“這是一個非常強大的數據集。”英國愛丁堡大學天文學家Catherine Heymans評論道。
隨著宇宙的不斷膨脹，距離我們更遠的星系看起來更紅，因為它們的光波已經延伸到更長的波長。研究人員將星系按顏色分組，以獲得每個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維度。
一張三維宇宙地圖可以提供宇宙歷史的記錄。通過追蹤星系如何隨時間擴散，宇宙學家可以間接地測量在其中起作用的力，包括暗物質的引力。暗物質，這種不可見的物質占宇宙質量的80%，主導著星系和星系團的形成。
為更好地揭示暗物質的存在，DES團隊分析了1億個較遠星系的形狀。因為引力可以使空間發生彎曲，宇宙學家能通過觀察引力如何擠壓遙遠星系的圖像，繪制出宇宙較近區域大量暗物質的分布圖。
以三維形式繪制星系和暗物質的地圖還可以幫助研究人員研究暗能量。到目前為止，所有的證據都表明它在整個空間和時間上是一致的，而此次DES提供了對這一假設最嚴格的檢驗。
DES成員、美國杜克大學的Michael Troxel表示，與其他調查數據相結合，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、倫敦大學學院的Ofer Lahav看來，這個結果是宇宙學標準模型的“勝利”，該模型假定暗能量是恒定的。這一結果將使宇宙學家更難支持另一種模型，即暗能量是一種“有形的媒介”，在未來可能會消亡。
此外，通過觀測繪制三維地圖，DES團隊還發現宇宙比預期的要平滑一些，暗物質的濃度也比預期的小一些。
（徐銳）
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