迄今最大的宇宙三維圖

最大的宇宙三維圖

暗能量光譜儀（DESI）安裝在基特峰國家天文臺的梅奧爾望遠鏡上。2021年5月，DESI啟動了一項為期五年的星系巡天觀測。這個儀器通過5000根光纖的末端來接收入射光。隨著望遠鏡轉向天空中的新區域，這5000根光纖的末端會在5000只微型機械臂的帶動下重新定位，使每根光纖都只收集一個星系發出的光，并將其傳送到光譜儀。

安放DESI的梅奧爾望遠鏡上空的星軌。（圖/Luke Tyas / Berkeley Lab 和 KPNO / NOIRLab / NSF / AURA））

2026年4月15日，DESI不僅提前完成了這項五年巡天觀測任務，還獲得了也遠超預期的數據——它觀測到了超過4700萬個星系和類星體（遠超最初設定的3400萬個目標），以及超過2000萬顆恒星。DESI所測得的星系和類星體的宇宙學數據數量，已經達到此前所有相關測量總和的六倍。

為紀念這一里程碑，DESI合作組發布了一張點綴著藍色光點的宇宙圖，這迄今為止最大規模的高分辨率宇宙三維圖。研究人員可以這張圖來探索暗能量——這種構成宇宙約70%的基本成分，正驅動著宇宙加速膨脹。

在這張由DESI在5年間繪制而成的宇宙三維圖中，地球位于中心，而每一個點代表一個星系。 （圖/DESI collaboration and KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor ）

暗能量，可能并非常數

DESI在設計之初，就是為了嚴格檢驗這樣一種觀點：暗能量給宇宙施加了一種穩定的加速效應，而這種效應可以通過在愛因斯坦（Albert Einstein）的引力理論——廣義相對論——中加入一個“宇宙學常數”來解釋。

利用DESI在前三年捕獲的數據，研究人員比較了星系在過去如何聚集，以及它們現如今的分布方式。他們追蹤了暗能量在110億年的宇宙史中的影響，并發現這種曾被認為是“宇宙學常數”的暗能量，可能會隨著時間發生演化。這意味著暗能量或許并不是一個常數。

不過，由于這一結果的統計顯著性還不高，因此隨著五年完整數據集的到位，研究人員將擁有更多信息，進而檢驗這一跡象究竟會消失，還是會變得更強。如果這一結果得到證實，將意味著我們對宇宙及其可能命運的理解要發生一次重大轉變——而這一命運取決于物質與暗能量之間的平衡。

這張由DESI五年巡天生成的地圖切片，展示了銀河系盤面上方和下方的星系與類星體。在放大的插圖中，可以看到宇宙的大尺度結構。地球位于這些楔形圖的中心，而中間的黑色空缺區域表示我們所在的銀河系遮擋了遙遠天體。圖中最遙遠那些星系發出的光，在抵達地球時，已經傳播了110億年。（圖/Claire Lamman/DESI collaboration）

探索不會止步于此

在完成主要目標巡天之后，DESI還將繼續采集數據，觀測還將持續到2028年。屆時，這張宇宙三維圖的面積還將再擴大約20%，從14,000平方度增加到17,000平方度。（擴展后的宇宙三維圖將覆蓋一些更具挑戰性的天空區域。）

DESI合作組還將研究附近的矮星系和恒星流——后者是一些較小星系在銀河系引力作用下被撕扯出來的恒星帶。他們希望借此更深入地理解暗物質——構成了宇宙中大部分質量，但至今從未被直接探測到的看不見的物質。

研究人員表示，這是一臺了不起的設備，它不僅滿足了全部的預期，甚至還超出了預期。現在，正把它推進到最初計劃之外。我們還不知道會發現什么，但我們相信，那一定會非常令人興奮。

#參考來源：

https://newscenter.lbl.gov/2026/04/15/desi-completes-planned-3d-map-of-the-universe-and-continues-exploring/

https://www.science.org/content/article/astronomers-complete-largest-3d-map-universe-ever-made

https://physics.aps.org/articles/v19/48

https://www.desi.lbl.gov/

#圖片來源：

封面圖&首圖：DESI Collaboration; KPNO; NOIRLab; NSF; AURA; R. Proctor