一實驗室借助暗能量光譜儀對膨脹宇宙實現迄今最精確測量

為了研究過去110億年來暗能量的影響，美國勞倫斯伯克利國家實驗室借助暗能量光譜儀（DESI），追蹤宇宙延續至今的生長軌跡，對不斷膨脹的宇宙進行了迄今最精確測量，繪制出目前最大的三維宇宙圖。這是科學家首次以超過1%的精度測量年輕宇宙的膨脹歷史，為觀察宇宙演化提供了一個重要角度。研究人員于4月4日舉辦的美國物理聯合會會議上介紹了該研究成果。

DESI制作了迄今為止最大的宇宙3D地圖。地球位于完整地圖這一薄片的中心。在放大的部分中，很容易看到宇宙中物質的基本結構。
圖片來源：克萊爾·拉曼/DESI

宇宙如何演化與暗能量有關，這是一種導致宇宙膨脹得越來越快的未知成分。負責該項目的勞倫斯伯克利國家實驗室主任邁克爾·利維表示，他們的觀測數據是新一代暗能量實驗的第一批成果。到目前為止，他們得到了與目前最好的宇宙模型基本一致的結果，但也看到了一些潛在差異，這可能表明暗能量正在隨著時間推移而演變。

目前領先的宇宙模型稱為Lambda CDM。它包括弱相互作用類型的物質（冷暗物質，或CDM）和暗能量（Lambda）。物質和暗能量都塑造了宇宙的膨脹方式，但卻是以相反的方式：物質和暗物質減緩了膨脹的速度，而暗能量則加速了膨脹。每一種物質的數量都會影響宇宙如何進化。該模型很好地描述了此前的實驗結果，以及宇宙在一段時間內的樣子。

DESI第一年結果與其他研究數據相結合后，與Lambda CDM的預測有些微妙差異。隨著DESI在其5年調查期間收集更多信息，這些早期結果將變得更加準確，從而揭示數據差異是對觀察結果的不同解釋，還是人們需要更新現有模型。

DESI對宇宙膨脹歷史的總體（過去110億年）精度為0.5%，遙遠紀元（過去8億—110億年）的精度為0.82%。在一年之內，在測量早期膨脹歷史方面的能力已經比其前身（斯隆數字巡天的 BOSS/eBOSS）強大了1倍，后者花了十多年的時間。