圖：暗能量探測(cè)相機(jī)選擇性的拍攝了10個(gè)太空暗場(chǎng)。每一張多維圖片都為天文學(xué)家提供了了解遙遠(yuǎn)的星系的信息以及這些星系在宇宙中的分布結(jié)構(gòu)。

最大星系調(diào)查報(bào)告曾經(jīng)表示，我們的宇宙并不像此前認(rèn)為的成團(tuán)簇狀。然而，缺乏團(tuán)簇便意味著與愛因斯坦的廣義相對(duì)論存在差異，而科學(xué)家曾根據(jù)廣義相對(duì)論去理解演化了超1300萬年的宇宙結(jié)構(gòu)。

尼爾.杰弗里是法國(guó)高等師范學(xué)院（Ecole Normale Superieure）的宇宙學(xué)家，同時(shí)也是暗能量調(diào)查的負(fù)責(zé)人之一，他告訴BBC新聞：“如果確實(shí)存在差異，那么愛因斯坦或許就錯(cuò)了。”

暗能量調(diào)查組對(duì)上百萬的星系進(jìn)行了分類，并通過對(duì)星系形狀做微小調(diào)整以測(cè)量宇宙的關(guān)鍵數(shù)值。幾乎所有的測(cè)量結(jié)果都證實(shí)了廣為流行的宇宙大爆炸模型，即所有的宇宙物質(zhì)都由一個(gè)難以置信的熱點(diǎn)爆炸而來。

但是，一點(diǎn)不足之處在于，此次調(diào)查并未測(cè)量場(chǎng)內(nèi)物質(zhì)。如果宇宙比此前認(rèn)為的更平滑，那么，這意味著，我們所有基于愛因斯坦的廣義相對(duì)論所理解的宇宙結(jié)構(gòu)演化觀點(diǎn)都可能是錯(cuò)的。

盡管，一些標(biāo)題黨已經(jīng)準(zhǔn)備宣稱愛因斯坦是錯(cuò)的，物理學(xué)家需要糾正他們的模型之類的新聞，但是，真相仍然與此存在很多細(xì)小差別。這是因?yàn)?，差異并不能僅通過靜態(tài)的數(shù)字統(tǒng)計(jì)來論證。

有史以來最偉大的調(diào)查

暗能量調(diào)查組由全球7個(gè)國(guó)家25家研究機(jī)構(gòu)的400多位科學(xué)家組成，是有史以來最大的天文學(xué)合作團(tuán)隊(duì)。他們用直徑4米（13.1尺）的維克多.M.布蘭科望遠(yuǎn)鏡連續(xù)758晚連續(xù)觀測(cè)著八分之一的太空。這一望遠(yuǎn)鏡位于智利塞羅.托洛洛的美洲天文臺(tái)。

這一觀測(cè)項(xiàng)目于2013年啟動(dòng)，并于2019年結(jié)束。但是，觀測(cè)僅僅是其中的簡(jiǎn)單環(huán)節(jié)——暗能量調(diào)查花了兩年時(shí)間，合作發(fā)布了他們的最新成果，而這也只是解析了前三年獲得的觀測(cè)數(shù)據(jù)。

根據(jù)29份的科學(xué)論文描述，這份報(bào)告涵蓋了226萬星系的詳細(xì)觀測(cè)信息，是有史以來最大最詳細(xì)的星系調(diào)查報(bào)告。

雖然，其中艱苦卓越的星系分類僅僅代表了不足十分之一的可觀測(cè)星系，但是，這是一個(gè)開始。

圖：新研究中所用到的直徑4米的維克多.M.布蘭科天文望遠(yuǎn)鏡擁有5.7億像素的暗能量拍攝相機(jī)，坐落于智利的塞羅.托洛洛美洲天文觀測(cè)臺(tái)內(nèi)。

測(cè)量宇宙

暗能量調(diào)查組通過星系來研究關(guān)于宇宙的兩個(gè)主要特征。第一個(gè)是宇宙網(wǎng)絡(luò)，研究表明星系并不是隨意的散布在宇宙中，而是自然界中最大的組織網(wǎng)絡(luò)模型。從最大規(guī)模層面來看，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了巨大的星系束，即群集，星系長(zhǎng)絲，寬壁以及大型宇宙空洞。

宇宙網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)動(dòng)態(tài)物體，在經(jīng)過幾十億年的演化后形成了當(dāng)前的狀態(tài)。天文物理學(xué)家認(rèn)為，在很久之前，宇宙中的物質(zhì)或許分布的更凌亂。暗能量調(diào)查組的科學(xué)家通過研究宇宙網(wǎng)絡(luò)的演化，能夠了解宇宙是由什么構(gòu)成的，以及它是怎么行動(dòng)的。這是因?yàn)?，宇宙中的?gòu)成物限定了宇宙的演化，正如你最愛的蛋糕食譜成分的變化解釋了蛋糕是如何做成的。

暗能量調(diào)查科學(xué)家也通過弱引力透鏡來開展研究。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論，我們指導(dǎo)物體的引力能夠扭曲光的路徑。最著名的例子便是星系集，它們巨大的質(zhì)量能夠扭曲其他星系發(fā)出的光，以至于那些星系呈現(xiàn)高度的延展，出現(xiàn)整體拉長(zhǎng)。

暗能量調(diào)查組運(yùn)用了更加精妙的透鏡效應(yīng)。這一透鏡通過觀測(cè)星系發(fā)出的光穿過幾十億光年的空間，探索星系形狀發(fā)生的輕微變化。暗能量調(diào)查組的天文學(xué)家通過比較那些星系形狀與

鄰近宇宙空間中的類似星系形狀，能夠描繪出宇宙中的物質(zhì)分布形態(tài)。

似乎缺失一些東西？

暗能量調(diào)查合作組將他們的成果與其他大型研究，例如普朗克宇宙微波背景測(cè)量，以及宇宙大爆炸形成的彌漫宇宙的微弱輻射光等進(jìn)行了比較。他們的結(jié)果幾乎與現(xiàn)有的觀測(cè)及廣為流行的宇宙哲學(xué)理論相契合，即我們生活在一個(gè)已經(jīng)存在1370萬年并且仍在不斷膨脹的宇宙中，其質(zhì)量能量由大約三分之一的物質(zhì)（大多數(shù)時(shí)暗物質(zhì)）構(gòu)成，其余則是由暗能量構(gòu)成。

但是，有一個(gè)測(cè)量脫穎而出，即S8參數(shù)，描述了宇宙中的聚集程度。S8的系數(shù)越高，聚集的物質(zhì)就越緊密。新的暗能量調(diào)查結(jié)果表明S8的系數(shù)是0.776，而此前普朗克的結(jié)果略微高一些，是0.832。

普朗克的結(jié)果來自早期的宇宙測(cè)量研究，而暗能量調(diào)查結(jié)果則稍晚一些。這兩個(gè)數(shù)值應(yīng)該是一樣的，而如果它們確實(shí)是不同的，那么我們關(guān)基于愛因斯坦廣義相對(duì)論引力場(chǎng)觀點(diǎn)而形成的宇宙結(jié)構(gòu)發(fā)展與演化的理解便有可能是錯(cuò)誤的。由于沒有人希望發(fā)現(xiàn)這一差異，因此，天文物理學(xué)家仍未確切找出相對(duì)論的缺陷之處。

已有一些人暗示暗能量調(diào)查結(jié)果是現(xiàn)代宇宙天文學(xué)基礎(chǔ)理論的主要缺陷。杜倫大學(xué)宇宙學(xué)家卡洛斯.弗倫克并未參與暗能量調(diào)查，他告訴BBC新聞：“我耗費(fèi)一生研究結(jié)構(gòu)形成理論，我的心告訴自己我并不想看到現(xiàn)代宇宙天文學(xué)基礎(chǔ)理論崩塌，但是，我的大腦告訴自己，測(cè)量結(jié)果是正確，而我們必須尋找新物理學(xué)的可能性?！?/p>

但是，那些標(biāo)題（文章）忽視了不確定性。每一項(xiàng)測(cè)量都存在不確定性，科學(xué)家只能確?？色@得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。當(dāng)把統(tǒng)計(jì)不確定性考慮進(jìn)去，暗能量調(diào)查的結(jié)果與普朗克的測(cè)量結(jié)果一般會(huì)相互重疊。，雖然如此，這一結(jié)果仍為我們敲響警鐘，也因此，這一差異仍值得我們繼續(xù)深究下去。從統(tǒng)計(jì)學(xué)層面而言，如果，兩個(gè)測(cè)量結(jié)果僅有2.3標(biāo)準(zhǔn)方差的誤差，這表明，S8系數(shù)便并不存在實(shí)質(zhì)性差別。如果把觀測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)100次，它們或許會(huì)產(chǎn)生98次的差異。這一結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于能夠支撐新發(fā)現(xiàn)的5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方差的值。

讓我們期待一下另一個(gè)三年的數(shù)據(jù)能夠?yàn)槲覀儙硎裁葱畔伞?/p>

BY: Paul Sutter

FY: 秋

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