摘要：利用来自 1500 万个星系和类星体（极其遥远但明亮的物体，核心是黑洞）的数据，绘制了迄今为止最大的宇宙 3D 地图，对过去 110 亿年宇宙结构如何演变提供了最精确的测量数据。
动画显示从中心点向外辐射出两个锥体。每个点都是一个星系。地球位于中心。
由伦敦大学学院研究人员参与的暗能量光谱仪 (DESI) 发布了迄今为止对暗能量最详细的分析结果。暗能量是推动宇宙加速膨胀的神秘力量。DESI
利用来自 1500 万个星系和类星体（极其遥远但明亮的物体，核心是黑洞）的数据，绘制了迄今为止最大的宇宙 3D 地图，对过去 110 亿年宇宙结构如何演变提供了最精确的测量数据。
这些发现强化了暗能量可能不是随时间恒定的暗示，挑战了目前的标准宇宙学模型。
宇宙的命运取决于物质和暗能量之间的平衡。最简单的模型表明暗能量随时间恒定，由爱因斯坦的 Lambda 冷暗物质模型方程描述。
然而，当 DESI 的新数据与其他宇宙观测数据相结合时——包括宇宙黎明遗留下来的光（宇宙微波背景或 CMB）、爆炸的恒星（超新星）以及来自遥远星系的光如何被引力扭曲（弱透镜）——科学家发现越来越多的证据表明暗能量的影响可能随着时间的推移而发生变化。DESI
是一项国际实验，有来自全球 70 多个机构的 900 多名研究人员参与，由美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）管理。
该合作组织今天在在线存储库 arXiv 上分享了其研究成果，并在加利福尼亚州阿纳海姆举行的美国物理学会全球物理峰会上进行了演示。
DESI 合作者、执行委员会成员 Ofer Lahav 教授（伦敦大学学院物理学和天文学系）表示：“追溯过去一个世纪暗能量概念的演变过程非常有趣。起初，爱因斯坦在广义相对论中加入了数值，以解释静态宇宙。当宇宙正在膨胀这一事实变得清晰起来时，他便放弃了这个被称为宇宙常数的数值。后来，这一概念被重新提出，用来表示恒定的暗能量推动着宇宙的加速膨胀。
”“现在，DESI 的观测结果与其他探测相结合，提出了一个有趣的可能性，即暗能量的密度可能随着宇宙时间的变化而变化。如果得到证实，这将代表我们对宇宙理解的范式转变。
”“如果暗能量是恒定的，宇宙将继续以加速的速度永远膨胀。如果它随时间而变化，宇宙的命运将更加不确定。”
暗能量调查超新星团队成员保罗·沙阿博士（伦敦大学学院物理与天文学名誉研究员）表示：“在爱因斯坦最初的方程中，暗能量是一个自然常数，不会随着时间或地点而改变。
“DESI 观测到的星系模式表明这不是真的，但仅凭这一点还不足以证明这一点。然而，当结合暗能量调查中对超新星的观测结果时，我们可以建立暗能量如何随时间演变的历史，UCL 也在其中发挥了关键作用。以这种方式汇总来自多个调查的证据可以降低这是偶然或对数据的误解的可能性。
“如果暗能量确实会随时间演变，那么这将是这一代宇宙学中最重要的发现之一，因为它意味着我们尚不了解的东西正在导致这种变化。”
加州大学圣克鲁兹分校 DESI 联合发言人 Alexie Leauthaud-Harnett 教授说：“我们看到的现象非常有趣。想到我们可能即将发现有关暗能量和宇宙基本性质的重大发现，真是令人兴奋。”
单独来看，DESI 的数据与我们的标准宇宙模型一致：Lambda CDM，其中 CDM 是冷暗物质，lambda 代表最简单的暗能量，它充当爱因斯坦的宇宙常数。
然而，当与其他测量相结合时，越来越多的迹象表明，暗能量的影响可能随着时间的推移而减弱，其他模型可能更合适。
位于滑铁卢大学的 DESI 联合发言人 Will Percival 教授说：“我们遵循奥卡姆剃刀原则 [最简单的解释是最好的原则]，而对我们所见事物最简单的解释正在发生变化。
“看起来我们越来越需要修改我们的标准宇宙学模型，以使这些不同的数据集放在一起有意义——而进化的暗能量似乎很有希望。”
DESI 是有史以来对宇宙进行的最广泛的调查之一。这台最先进的仪器由美国能源部科学办公室资助建造和运行。DESI
包含 5,000 个光纤“眼睛”，每个眼睛可以在短短 20 分钟内收集来自星系的光。伦敦大学学院物理与天文学系的 Peter Doel 和 David Brooks 教授帮助设计、组装和建造了 DESI 的光学校正器 - 六个透镜，最大的透镜直径为 1.1 米，将光线聚焦到“眼睛”上。光学校正器的建造得到了 STFC 的支持。DESI
安装在亚利桑那州基特峰国家天文台（NSF NOIRLab 的一个项目）的美国国家科学基金会 Nicholas U. Mayall 4 米望远镜上。这项实验目前正处于五年的天空勘测中的第四年，计划到 2021 年测量大约 5000 万个星系和类星体
新的分析使用了前三年的观测数据，包括近 1500 万个测量结果最佳的星系和类星体。这是一个重大飞跃，提高了实验的精度，数据集是 DESI 第一次分析所用的两倍多，这也暗示了暗能量的演变。
朴茨茅斯大学的 Seshadri Nadathur 教授说：“数据不仅继续显示出对暗能量演化的偏好，而且现在的证据比以前更有力。
” “与第一年相比，我们还进行了许多额外的测试，它们让我们确信结果不是由我们尚未考虑的数据中的某些未知影响驱动的。”
DESI 通过研究物质在宇宙中的分布情况来追踪暗能量的影响。宇宙早期的事件在物质分布方面留下了微妙的模式，这一特征称为重子声学振荡 (BAO)。
该 BAO 模式充当标准标尺，其在不同时间的大小直接受到宇宙膨胀方式的影响。在不同距离测量标尺可向研究人员展示整个历史中暗能量的强度。DESI 使用这种方法的精确度是世界上最好的。
杜伦大学的 Willem Elbers 博士说：“几十年来，我们一直拥有这个令人印象深刻的标准宇宙学模型。
“随着我们的数据越来越精确，我们发现模型中存在潜在漏洞，并意识到我们可能需要一些新的东西来解释所有结果。”
该合作将很快开始进行额外的分析，以从当前数据集中提取更多信息，DESI 将继续收集数据。未来几年上线的其他实验也将为未来的分析提供补充数据集。DESI
的数据发布 1 (DR1) 现已面向全球研究人员开放，使研究人员能够进一步研究星系演化、黑洞和暗物质。DESI
得到了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国家用户设施）的支持。美国国家科学基金会、英国科学和技术设施委员会 (STFC)、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 (CEA)、墨西哥国家人文、科学和技术委员会、西班牙科学和创新部以及 DESI 成员机构为 DESI 提供了额外支持。
来源：人工智能学家