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暗能量繪圖儀將還原宇宙110億年歷史

bjly66.com 2019-08-15 11:24

  科技日報北京8月13日電 (記者劉霞)天文學家即將開始一項迄今最雄心勃勃的星系測繪計劃。據《自然》雜志網站12日報道,在接下來的5年內,他們將進行迄今最大的星系光譜調查——捕捉3500萬個星系的光譜,重建宇宙膨脹的歷史,以闡明暗能量的本質。暗能量是一種推動宇宙加速膨脹的神秘力量。

  這款名為“暗能量光譜儀”(DESI)的設備預計將于今年9月看到“第一束光”,調試期后,最早2020年1月,它將使用基特峰國家天文臺的梅奧爾4米望遠鏡對北方天空進行觀測。DESI的預算為7500萬美元,約3/4來自美國能源部,其余來自英國和法國。

  1998年,科學家首次發現暗能量的有力證據。20年后,新一代實驗開始,DESI則是新一代研究宇宙膨脹歷史系列實驗中的第一個,此外還包括將于本世紀20年代“上崗”的地面和太空天文臺。

  這次調查將重建宇宙110億年的歷史,有望回答關于暗能量的最基本問題:它是一種遍及時空的統一的力,還是它的力量已經過了億萬年的進化?

  調查將通過測量早期宇宙的特征——重子聲波振蕩(BAOs)來追蹤宇宙膨脹的變化情況。這些振蕩是物質密度的波動,會在星系聚集的空間周圍留下球形印記。星系最集中分布于這一印記的中心名為“超星系團”的區域及其邊緣,這些區域之間有巨大的空隙。

  “超星系團”形成于暗物質在自身引力作用下聚集的區域。自宇宙大爆炸后約100萬年以來,這種原始的星系聚集模式一直保持不變。隨著宇宙不斷膨脹,BAOs一直在追蹤它的膨脹——現在,它們約有320百萬秒差距(10億光年)寬。宇宙學家用這個距離作為標尺,通過追蹤BAOs的大小,來重建宇宙本身是如何膨脹的。

  跟蹤BAOs需要通過測量星系的紅移從而繪制出星系的三維圖譜。紅移測量的是星系遠離銀河系的速度,這會指明星系與銀河系之間的距離。測量的星系紅移越多,BAOs跟蹤就越精確。此前研究總共繪制了近240萬個星系的圖譜,最新研究將繪制3500萬個星系的光譜。

  

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