DESI绘制了迄今为止最大的宇宙三维地图。地球位于这张地图的中心。在放大的部分，很容易看到我们宇宙中物质的基本结构。来源:Claire Lamman/DESI合作;自定义彩色地图包由cmastero
安装在亚利桑那州望远镜上的暗能量光谱仪器(DESI)绘制了最大的宇宙三维地图，绘制了超过3000万个星系和300万个类星体。这莫由900多名研究人员组成的Numental task项目帮助我们了解宇宙的膨胀和暗能量的作用。
我们现在有了有史以来最大的宇宙3D地图，这要归功于安装在亚利桑那州望远镜上的一个强大的仪器，它由5000只光纤“眼睛”组成的机器人阵列，可以观察夜空。在过去的五年里，暗能量光谱仪器——在科学界被称为desi——测量了超过3000万个星系和300万个类星体的光谱，以确定宇宙在110亿年里膨胀的速度。
DESI的宣布是由来自70多个机构的900多名研究人员组成的持续国际合作的结果，其中包括加州大学圣克鲁斯分校的天文学家，他们在该项目中担任领导角色。
然而，尽管这条新闻很重要，但他们说这只是个开始。
暗能量光谱仪器(DESI)安装在基特峰国家天文台的美国国家科学基金会Nicholas U. Mayall 4米望远镜上。信贷:KPNO / NOIRLab / NSF /光环/ P。Marenfeld
Pio永远的发现和未来的愿景
加州大学圣克鲁斯分校天文学和天体物理系副教授、宇宙学家Alexie Leauthaud说:“如果第一年数据集中暗示的趋势在我们第三年的分析中得到证实，这将是一个重大发现。”“这将是一个非常激动人心的时刻，成为DESI合作的一部分。”
从7月开始，Leauthaud将担任这项工作的发言人，这需要领导组织者的职责，所以她完全有能力提供最新情况。加州大学圣克鲁斯分校的其他合作教授包括康妮·罗科西和j·泽维尔·普罗查斯卡，他们也是天文学和天体物理学的教授。
Rockosi领导了Kitt Peak国家天文台4米Mayall望远镜的仪器调试，她现在的角色是仪器科学家，帮助它保持最佳状态。此外，教授们还赞扬了加州大学圣克鲁斯分校的本科生、研究生和博士后组成的“一个非凡的团队”，他们一直在深入参与这个项目，定期访问亚利桑那州的望远镜，帮助进行观测。
揭开暗能量的奥秘
正如DESI所在的劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)在一份声明中所解释的那样:“了解我们的宇宙是如何进化的，与它的终结方式有关，也与物理学中最大的谜团之一有关:暗能量，这种未知的成分导致我们的宇宙膨胀得越来越快。”
这是科学家们第一次以超过1%的精度测量年轻宇宙的膨胀历史，这让我们对宇宙是如何演化的有了最好的了解。研究人员在多篇论文中分享了他们对第一年收集数据的分析，这些论文将于今天发表在《arXiv》杂志上，并在美国物理学会会议和意大利Rencontres de Moriond会议上发表。
在这个360度的视频中，通过交互式飞行，通过使用DESI的坐标数据绘制数百万个星系。来源:菲斯克天文馆，科罗拉多大学博尔德分校和DESI合作
Sven Heydenreich是加州大学圣克鲁斯分校的博士后研究学者，他在DESI担任多个职位:在一个早期职业科学家委员会任职，用该仪器进行星系间的测量，并共同领导一个工作组，预测DESI任务可能继续的不同情况。
海登赖希说:“我们的目标是测量DESI星系是如何弯曲和扭曲来自它们后面更远星系的光的，这种效应被称为引力透镜。”海登赖希于2023年底在基特峰现场呆了一周。“这些测量对于分析星系如何受到周围暗物质分布的影响至关重要。此外，这些结果将有助于提高我们对描述当前宇宙组成和演化模型的参数的理解。”
11吨重的时间机器
DESI的组件被设计成自动指向预先选定的一组星系，收集它们的光，然后将这些光分成狭窄的彩色带，以精确地绘制它们与地球的距离，并测量当这些光传播到地球时宇宙膨胀了多少。在理想条件下，DESI可以每20分钟循环一次新的5000个星系。
在过去的五年里，DESI反复绘制了数百万个星系和类星体的距离，覆盖了三分之一的天空区域，它教会了我们更多关于暗能量和宇宙历史的知识。我们目前的理解是，引力减缓了早期宇宙的膨胀速度，但暗能量却加速了它的膨胀。
DESI在所有110亿年的膨胀历史上的总体精度为0.5%，而最遥远的时期(覆盖过去的80 - 110亿年)的精度达到了创纪录的0.82%。对我们年轻的宇宙进行测量是非常困难的。然而，在一年之内，DESI在测量早期膨胀历史方面的能力是其前身(斯隆数字巡天的BOSS/eBOSS)的两倍，后者花了十多年的时间。
看看DESI的地图，很容易看到宇宙的基本结构:星系链聚集在一起，被物体较少的空洞隔开。我们非常早期的宇宙，远远超出了DESI的视野，是完全不同的:一个由亚原子粒子组成的热而密集的汤，运动速度太快，无法形成像我们今天所知道的原子那样的稳定物质。这些粒子中有氢核和氦核，统称为重子。
这种早期电离等离子体的微小波动引起了压力波，使重子移动成一种波纹的模式，就像你把一把砾石扔进池塘里一样。随着宇宙的膨胀和冷却，中性原子形成，压力波停止，将涟漪冻结在三维空间中，并在密集区域增加未来星系的聚集。数十亿年后，我们仍然可以在星系分离的特征中看到这种微弱的三维波纹或气泡模式——这种特征被称为重子声学振荡(BAOs)。
这个动画展示了重子声学振荡如何作为测量宇宙膨胀的宇宙尺子。图片来源:Claire Lamman/DESI collaboration和Jenny Nuss/Berkeley Lab
研究人员使用BAO测量作为宇宙的标尺。通过测量这些气泡的表观大小，他们可以确定造成天空中这种极其微弱图案的物质的距离。绘制BAO气泡近处和远处的分布图可以让研究人员将数据分割成块，测量宇宙在过去每个时间点的膨胀速度，并建立暗能量如何影响膨胀的模型。
俄亥俄大学(Ohio University)教授、DESI BAO分析的联合负责人徐熙钟(Hee-Jong Seo，音)说:“我们在这么大的宇宙时间范围内测量了膨胀的历史，其精确度超过了之前所有BAO调查的总和。”“我们非常兴奋地了解这些新的测量将如何改善和改变我们对宇宙的理解。人类对我们的宇宙有一种永恒的迷恋，想知道它是由什么组成的，又想知道它会发生什么。”
欲了解更多有关这些结果的信息，请参见通过有史以来最大的宇宙3D地图揭示的暗能量。
DESI由美国能源部科学办公室和国家能源研究科学计算中心(美国能源部科学办公室的一个用户设施)提供支持。DESI的额外支持由美国国家科学基金会提供;联合王国科学和技术设施理事会;戈登和贝蒂·摩尔基金会;海辛-西蒙斯基金会;法国替代能源和原子能委员会;墨西哥国家人文、科学和技术委员会;西班牙科学与创新部;以及DESI成员机构。
DESI合作很荣幸被允许在Iolkam Du'ag(基特峰)进行科学研究，这是一座对Tohono O'odham民族具有特殊意义的山。
