史上最大宇宙3D地圖宣告完工：DESI繪制4700萬星系，暗能量或顛覆宇宙學常數理論

2026年4月15日凌晨，隨著亞利桑那州基特峰國家天文臺（Kitt Peak National Observatory）那臺4米級梅亞爾望遠鏡上的5000根光纖眼睛最后一次鎖定北極星附近的天域，一項歷時五年的宇宙學壯舉畫上了句號——暗能量光譜儀（Dark Energy Spectroscopic Instrument，DESI）正式完成了其原定的巡天使命，締造了人類歷史上迄今為止最大、分辨率最高的宇宙三維地圖。

里程碑數據：DESI共觀測超過4700萬個星系和類星體，以及2000萬顆恒星，覆蓋宇宙114億年的歷史，所積累的宇宙學數據量是此前全部歷史測量數據總和的6倍。

這項國際大科學工程匯聚了來自全球70余所機構的900余名科研人員，其中約300人為在讀博士生。項目由美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）主管，儀器的建設和運營資金來自能源部科學辦公室，英國圣安德魯斯大學、加州大學圣克魯茲分校等眾多機構深度參與其中。

DESI的科學目標指向宇宙學中最深刻的未解之謎——暗能量。這種神秘的"成分"約占宇宙總能量的70%，被認為是驅動宇宙加速膨脹的幕后推手，卻至今仍無人知曉其本質。DESI的核心策略是通過精確追蹤數十億年時間跨度內星系的空間分布，尤其是一種被稱為"重子聲學振蕩"（BAO）的標準量尺，來測量暗能量隨時間的演化規律。

最令科學界興奮的，是DESI前三年數據就已釋放出的一個驚人信號：暗能量或許并非"宇宙學常數"。按照愛因斯坦廣義相對論建立的標準宇宙學模型（ΛCDM模型），暗能量的密度應當在整個宇宙演化歷史中保持不變，就如同一個永恒的"宇宙背景能量"。然而，DESI的早期數據指向了一種截然不同的可能性——暗能量的強度可能隨時間推移而演變，在宇宙歷史的不同階段表現出不同的特性。

加州大學圣克魯茲分校天文學教授、DESI合作聯席發言人阿萊克西·萊托（Alexie Leauthaud）深刻描述了這一探索的迷人之處："暗能量是我們宇宙中占比最大的成分，然而我們至今仍不知道它究竟是什么。這是一個真正令人興奮的問題。"

五年完整數據集將提供比前三年數據強得多的統計約束力。研究人員正在爭分奪秒地分析這批數據，預計首批基于全五年數據的暗能量測量結果將于2027年正式公布。與此同時，DESI將繼續運行至2028年，進一步延伸觀測邊界，將目光投向更遙遠、更暗淡的星系，以及銀河系附近被較大星系引力撕扯而成的"星流"。

DESI項目主任、伯克利實驗室科學家邁克爾·列維（Michael Levi）在總結這五年的歷程時難掩激動："DESI的五年巡天取得了驚人的成功。儀器的表現超出了我們的預期，成果令人無比振奮，地圖的規模和我們執行任務的速度都堪稱壯觀。我們會慶祝原定巡天的圓滿完成，然后立刻投入到數據分析工作中，因為我們都迫不及待想知道還有哪些新的驚喜在等待著我們。"

DESI的成功并非一帆風順。2020年，COVID-19疫情打斷了儀器最后的調試工作；2022年，康特雷拉斯山火席卷基特峰，所幸消防員和工作人員奮力撲救，望遠鏡未受損傷；隨后的季風和泥石流又進一步延緩了恢復進程。然而正是在這種重重挑戰下，DESI不僅按時完成了任務，還大幅超額完成了原定目標。

從技術層面看，DESI是一臺精密復雜的天文儀器，其核心創新在于5000根可自動定位的光纖探針陣列，能夠在大約20分鐘內同步觀測5000個天體的光譜。通過分析每個天體的光譜紅移，科學家可以精確測定其距地球的距離，從而重建宇宙的三維結構。這種效率使DESI在單位時間內能夠收集的宇宙學數據量遠超任何前代儀器。

英國圣安德魯斯大學天文學教授麗塔·托杰羅（Rita Tojeiro）參與這個項目已超過十年，她這樣描述DESI的科學遺產："DESI所觀測到的每一個星系和類星體都講述著一個獨特的故事。通過匯集這些個體故事，我們可以揭示星系如何在宇宙時間長河中形成和演化的宏觀敘事。DESI以前所未有的精度揭示了星系棲居其中的三維宇宙網絡，讓我們得以前所未有地研究星系如何響應周圍的宇宙結構。"

如果DESI全五年數據能夠確認暗能量隨時間演化的跡象，其影響將是革命性的。這不僅意味著愛因斯坦的宇宙學常數假設需要修正，更可能揭開一種我們目前完全無法理解的新物理學領域。宇宙的最終命運——是永遠加速膨脹，還是最終走向某種轉折——將在很大程度上取決于暗能量的真實本質。從這個意義上說，DESI完工只是一個新篇章的開始，真正激動人心的發現也許正在數據分析的前方等待著我們。

來源：Laboratory News（labnews.co.uk）/ UC Santa Cruz News  |  原文標題：DESI calls time on mapping universe and 47 mill galaxies  |  發布日期：2026年4月19日  |  原文鏈接：https://www.labnews.co.uk/article/2099089/desi-calls-time-on-mapping-universe-and-47-mill-galaxies