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六年观测6.69亿星系,暗能量巡天计划证实:宇宙加速膨胀符合标准模型

2026-8-16 寰宇科学

美国阿贡国家实验室(ArgonneNationalLaboratory)于6日表示,暗能量巡天计划(DarkEnergySurvey,简称DES)在完成为期六年的观测分析后,正式公布一系列重大研究成果。该分析不仅进一步缩小了暗能量可能行为的范围,更强烈支持宇宙的加速膨胀符合标准宇宙学模型。

DES是一项汇聚全球7个国家、35个机构,超过400名天体物理学家共同参与的国际合作计划。自2013年至2019年间,研究团队通过安装在智利安地斯山脉、高达5.7亿画素的暗能量相机(DECam),拍摄了近30万张星空影像。这些珍贵数据记录下6.69亿个星系、数千个星系团,以及3,000多颗超新星。

关键贡献:从硬体设计到高效能运算

做为这项跨国计划的重要伙伴,阿贡国家实验室在软件开发与硬体工程上皆扮演了核心角色:

阿贡物理学家兼DES合作成员MatthewBecker强调:“若要理解星系与大型结构的形成,必须先理解暗能量。”

结合四大探针与创新“元侦测”技术

本次DES的分析结合了四种主要的宇宙学探针:重子声学振荡、Ia型超新星、 星系团与弱重力透镜。

其中,阿贡实验室主导了最具挑战性的“弱重力透镜”分析,并共同开发了名为metadetection(元侦测)的新方法。该技术利用实际巡天资料,模拟在不同剪切讯号下的宇宙样貌,进而反推真实讯号。这项突破成功降低了长期存在的仪器测量偏差,大幅提升了星系形状测量的精准度。

研究结果显示,暗能量目前看起来像是一种稳定不变的力量,即物理学界所称的“宇宙常数”。同时,宇宙的演化历史与标准宇宙学 模型高度相符:我们的宇宙约由70%的暗能量、25%的暗物质,以及5%的普通物质所组成。

暗能量巡天计划(DES)科学家用来绘制宇宙物质分布的关联图。DES的分析使用了背景星系(以黄色显示)的形状测量结 果,以及透镜星系(以红色显示)的位置。

这些丰硕成果正为未来的探索铺路。DES团队的宝贵经验将应用于智利薇拉·鲁宾天文台(VeraC.RubinObservatory)的“时空遗产巡天”(LSST)计划。该计划已于今年6月开始全面运作,预计在10年内拍摄南半球天空数百万张影像。未来,阿贡科学家将继续参与LSST 的资料分析,并结合超级电脑模拟与理论建模,持续推进人类对暗能量的研究。