一实验室借助暗能量光谱仪对膨胀宇宙实现迄今最精确测量

为了研究过去110亿年来暗能量的影响，美国劳伦斯伯克利国家实验室借助暗能量光谱仪（DESI），追踪宇宙延续至今的生长轨迹，对不断膨胀的宇宙进行了迄今最精确测量，绘制出目前最大的三维宇宙图。这是科学家首次以超过1%的精度测量年轻宇宙的膨胀历史，为观察宇宙演化提供了一个重要角度。研究人员于4月4日举办的美国物理联合会会议上介绍了该研究成果。

DESI制作了迄今为止最大的宇宙3D地图。地球位于完整地图这一薄片的中心。在放大的部分中，很容易看到宇宙中物质的基本结构。
图片来源：克莱尔·拉曼/DESI

宇宙如何演化与暗能量有关，这是一种导致宇宙膨胀得越来越快的未知成分。负责该项目的劳伦斯伯克利国家实验室主任迈克尔·利维表示，他们的观测数据是新一代暗能量实验的第一批成果。到目前为止，他们得到了与目前最好的宇宙模型基本一致的结果，但也看到了一些潜在差异，这可能表明暗能量正在随着时间推移而演变。

目前领先的宇宙模型称为Lambda CDM。它包括弱相互作用类型的物质（冷暗物质，或CDM）和暗能量（Lambda）。物质和暗能量都塑造了宇宙的膨胀方式，但却是以相反的方式：物质和暗物质减缓了膨胀的速度，而暗能量则加速了膨胀。每一种物质的数量都会影响宇宙如何进化。该模型很好地描述了此前的实验结果，以及宇宙在一段时间内的样子。

DESI第一年结果与其他研究数据相结合后，与Lambda CDM的预测有些微妙差异。随着DESI在其5年调查期间收集更多信息，这些早期结果将变得更加准确，从而揭示数据差异是对观察结果的不同解释，还是人们需要更新现有模型。

DESI对宇宙膨胀历史的总体（过去110亿年）精度为0.5%，遥远纪元（过去8亿—110亿年）的精度为0.82%。在一年之内，在测量早期膨胀历史方面的能力已经比其前身（斯隆数字巡天的 BOSS/eBOSS）强大了1倍，后者花了十多年的时间。