斯隆數(shù)字巡天最新發(fā)布有史以來(lái)最大的宇宙三維地圖，填補(bǔ)了我們?cè)谔剿饔钪鏆v史方面可能存在的最重大空白。猶他大學(xué)宇宙學(xué)家凱爾·道森(Kyle Dawson)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)宣布了這一結(jié)果：

我們對(duì)宇宙的遠(yuǎn)古歷史和宇宙膨脹歷史都相當(dāng)了解，但在110億年的中間有一個(gè)令人煩惱的差距，五年來(lái)，我們一直在努力填補(bǔ)這一空白，利用這些信息來(lái)提供過(guò)去十年來(lái)宇宙學(xué)方面一些最實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

新研究結(jié)果來(lái)自擴(kuò)展重子振蕩光譜研究（EBOSS），這是一個(gè)由100多名天體物理學(xué)家組成的國(guó)際合作項(xiàng)目，也是斯隆數(shù)字巡天（SDSS）的組成部分之一。新結(jié)果的核心是對(duì)200多萬(wàn)個(gè)星系和類星體詳細(xì)測(cè)量，覆蓋了110億年的宇宙時(shí)間，與誕生已有138億年。多虧了來(lái)自世界各地?cái)?shù)以千計(jì)的科學(xué)家測(cè)量了宇宙大爆炸后不久創(chuàng)造的元素相對(duì)量，并研究了宇宙微波背景，我們才知道了宇宙在萌芽階段的樣子。

研究還從星系圖和距離測(cè)量（包括斯隆數(shù)字巡天前幾個(gè)階段的測(cè)量）中了解了宇宙在過(guò)去數(shù)十億年的膨脹歷史?；F盧大學(xué)的威爾·珀西瓦爾(Will Percival)說(shuō)：綜合起來(lái)，對(duì)埃博斯地圖和早期斯隆數(shù)字巡天（SDSS）實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)分析，現(xiàn)在已經(jīng)在有史以來(lái)最廣泛的宇宙時(shí)間范圍內(nèi)，提供了最準(zhǔn)確的宇宙膨脹歷史測(cè)量結(jié)果。這些研究使我們能夠?qū)⑺羞@些測(cè)量結(jié)果連接成一個(gè)完整的宇宙膨脹故事。

浩瀚宇宙的密碼

仔細(xì)觀察這張三維宇宙地圖，就會(huì)發(fā)現(xiàn)定義宇宙結(jié)構(gòu)的細(xì)絲和空洞，從宇宙只有30萬(wàn)年的時(shí)候開始。根據(jù)這張地圖，研究人員測(cè)量了星系分布的模式，這給出了宇宙的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，準(zhǔn)確度超過(guò)1%。這張地圖也代表了20多年來(lái)使用斯隆基金會(huì)望遠(yuǎn)鏡繪制宇宙地圖的總和。這張地圖揭示的宇宙歷史表明，大約在60億年前，宇宙的膨脹開始加速，并從那以后一直越來(lái)越快。

這種加速膨脹似乎要?dú)w功于宇宙中一種神秘的無(wú)形組成：“暗能量”，這與愛因斯坦的廣義相對(duì)論一致，但卻極難與目前對(duì)粒子物理的理解相一致。結(jié)合埃博斯的觀察和對(duì)宇宙嬰兒期的研究，揭示了這幅宇宙圖景中的裂痕。尤其值得一提的是，埃博斯團(tuán)隊(duì)對(duì)宇宙當(dāng)前膨脹率(“哈勃常數(shù)”)的測(cè)量，比從遠(yuǎn)處到附近星系的測(cè)量值要低約10%。重子振蕩光譜研究數(shù)據(jù)的高精度意味著，這種不匹配是由于偶然的可能性很小。

豐富多樣的重子振蕩光譜研究數(shù)據(jù)，讓科學(xué)家有多種獨(dú)立的方式得出相同結(jié)論。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)分析牛的津大學(xué)伊娃-瑪麗亞·米勒說(shuō)：只有有了像這樣的宇宙地圖，才能真正肯定地說(shuō)哈勃常數(shù)存在不匹配。這些最新宇宙地圖比以往任何時(shí)候都更清楚地顯示了這一點(diǎn)。對(duì)于測(cè)量到宇宙膨脹率的這種差異沒有廣泛接受的解釋，但一個(gè)令人興奮的可能性是：來(lái)自早期宇宙一種以前未知的物質(zhì)或能量形式可能在宇宙歷史上留下了痕跡。

現(xiàn)在，重子振蕩光譜研究團(tuán)隊(duì)總共公布了20多篇科學(xué)論文的結(jié)果，這些論文用500多頁(yè)描述了研究團(tuán)隊(duì)對(duì)最新重子振蕩光譜研究數(shù)據(jù)的分析，標(biāo)志著研究關(guān)鍵目標(biāo)的完成。在重子振蕩光譜研究團(tuán)隊(duì)內(nèi)部，世界各地大學(xué)的各個(gè)小組專注于分析不同方面。為了創(chuàng)建宇宙60億年前的地圖部分，研究小組使用了大型的紅移星系。在更遠(yuǎn)的地方，使用更年輕的藍(lán)移星系。

最后，為了繪制宇宙過(guò)去110億年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的宇宙地圖，使用了類星體。這些樣本中的每一個(gè)都需要仔細(xì)分析，以去除污染物，并揭示宇宙的模式。通過(guò)將斯隆數(shù)字巡天（SDSS）數(shù)據(jù)與來(lái)自宇宙微波背景、超新星和其他項(xiàng)目的額外數(shù)據(jù)相結(jié)合，研究可以同時(shí)測(cè)量宇宙的許多基本屬性。斯隆數(shù)字巡天（SDSS）數(shù)據(jù)覆蓋了如此大范圍的宇宙時(shí)間，以至于它們?cè)跍y(cè)量宇宙幾何曲率的探測(cè)器中提供了最大進(jìn)步。

博科園｜研究/來(lái)自：斯隆數(shù)字巡天/Sloan Digital Sky Surve

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