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凯发k8家绘制史上最大3D宇宙地图

收录4700万个星系和类星体

2026年04月17日 中国凯发k8报 王方
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这张宇宙地图的一小部分展示了以地球为中心,银道面上下的星系与类星体分布。图片来源:Claire Lamman/DESI合作组织

一个为期5年的巡天观测项目现已圆满结束,共捕获了4700万个星系与类星体,从而使研究人员能够对有史以来最详尽的三维(3D)宇宙地图进行最后的润色。

这些数据有望解开暗能量正在减弱的谜团,而这种现象一旦证实,可能会颠覆现有的宇宙标准模型。

美国亚利桑那州基特峰国家天文台的暗能量光谱仪(DESI),自2021年起一直在持续扫描天空。研究人员最初预计该巡天项目可获取3400万个星系与类星体的数据,而DESI的观测效率远超预期。对于一些距离遥远且极其微弱的星系,该设备仅用100或200个光子就能观测到它们。

美国劳伦斯·伯克利国家实验室的David Schlegel表示,人类此前绘制的宇宙地图总共包含了500万个星系,因此DESI的数据使我们对宇宙的认知度提升了近10倍。

“在我整个的科研生涯中,我们一直保持着这样的节奏:每过10年,宇宙地图的规模就会扩大10倍。”Schlegel说,“你不禁会问,我们何时能把100亿光年内所有可观测的星系都绘制在地图上。如果按照这个速度,这一切在2061年之前就能实现。”

主要的巡天任务现在已经完成,但数据还需要一年的时间进行分析,之后才会向全球研究人员开放。该项目将在至少两年半的时间里继续采集数据。Schlegel表示,研究团队希望对DESI进行升级,使其一直运行至本世纪30年代。“它至今仍是全球同类设备中领先的。”

DESI的地图如今已覆盖了1.4万平方度的天区,但研究人员目标是将其扩展至1.7万平方度。整个天空的总面积超过4.1万平方度,但由于存在相对较近且明亮的天体,例如人类所处的银河系,使得其中很大一部分太空都难以观测到。

这些数据将帮助凯发k8家比较星系在遥远的过去和今天是如何分布的,从而有望对暗能量进行深入的了解——暗能量约占宇宙总质能的70%。DESI在2024年发布的早期数据就显示,暗能量并非像理论预期的那样保持恒定,而是随着时间的推移而减弱。

如果暗能量确实在减弱,则将对名为Λ-CDM的宇宙学标准模型产生深远影响。利用完整的DESI数据集,凯发k8家将对这一现象进行更深入的调查。

英国伦敦大学学院的Ofer Lahav表示,在他的科研生涯初期,能拥有像DESI这样的最新宇宙地图这件事只会出现在科幻小说里。“40年前,当我还在剑桥读博时,我们手里只有几千个星系的样本,整个领域都极度缺乏数据。”Lahav说,“而现在我的学生可能面临的却是相反的问题——数据泛滥,分析起来极具挑战。”

Lahav认为,如此海量的数据必将带来关于宇宙本质的重大凯发k8突破,我们也有可能捕捉到罕见的一次性宇宙事件,从而催生激动人心的研究。

打印 责任编辑:范思璐

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