科學家們比以往任何時候都更清楚地了解宇宙的膨脹和暗能量（驅動膨脹的神秘力量）。這得益於對美國國家科學基金會 Víctor M. Blanco 4 米望遠鏡上安裝的暗能量相機 (DECam) 收集的六年數據的分析。
分析的數據由 758 個夜晚對八分之一天空的觀測組成 暗能量調查 （DES）在 2013 年至 2019 年間的合作，在使用 570 兆像素 DECam 進行的深空和寬空巡天期間，記錄了來自距地球數十億光年的 6.69 億個星系的信息 地球。
美國能源部科學辦公室高能物理辦公室副主任 Regina Rameika 表示：“DES 的這些結果為我們對宇宙及其膨脹的理解提供了新的線索。” 在一份聲明中說。 “它們展示了對研究的長期投資和多種類型分析的結合如何能夠洞察宇宙中一些最大的奧秘。”
一個日益嚴重的問題
暗能量的第一次運動是在 1998 年發現的，當時兩個獨立的天文學家小組觀察了遙遠的超新星，發現它們距離地球越遠，遠離地球的速度就越快。這不僅證實了宇宙正在膨脹 埃德溫·哈勃 一個世紀前就提出了這一建議，但令人震驚地發現這種擴張正在加速。暗能量是驅動這種加速的任何東西的佔位符名稱。自該發現以來的 28 年裡，科學家們確定暗能量約佔宇宙總能量和物質預算的 68%。人們還發現，暗能量並不總是以這種方式主導著138億年的宇宙；它的效應只是在 3 至 70 億年前“開始”並壓倒了大規模的引力。這些發現只是強調了了解暗能量是什麼的必要性。
這項新分析考慮了 Ia 型超新星，與首次發現暗能量的類型相同，此外還考慮了其他三個宇宙結構和膨脹探測器。這些其他現象就是所謂的弱引力透鏡效應，這種現像是當來自背景源的光穿過一個巨大的彎曲物體時發生的。星系團；以及所謂的聲重子振盪，即早期宇宙中由大約 38 萬年後凍結在太空中的壓力波引起的密度漲落 大霹靂。 NOIRLab 的 DES 協作成員張媛媛表示：“看到基於 DES 計劃的所有數據和所有四個探針的這些結果，真是一種難以置信的感覺。” “這是當 DES 開始收集數據時我才敢夢想的事情，現在夢想成真了。”
利用 DECam 提供的數據和上述技術，DES 團隊重建了過去 60 億年宇宙歷史中的物質分佈。然後他們將這些結果與兩個流行的宇宙模型進行了比較。這些是宇宙學的標準模型，也稱為 Lambda 冷暗物質 (LCDM) 模型，其中暗能量隨著時間的推移保持穩定；和擴展模型（wCDM），其中允許暗能量隨著時間的推移而演變。
DES 結果與 LCDM 非常吻合，但也與 w清潔發展機制。
但這些新結果發現這兩個宇宙模型都缺少一個參數：根據早期宇宙的測量來預測現代宇宙中的物質如何積累。這些發現不僅證實了現代星係並不以 LCDM 或 LCDM 的形式聚集在一起。 wCDM 進行了預測，但觀察結果與理論之間的差異變得更加明顯。
DES 的下一步是將 DECam 數據與最近完成的約 200 億個星系的觀測相結合。 維拉·魯賓天文台 當她開始她的十年 空間和時間遺傳的調查 （LSST）。
這應該可以更清晰地描述宇宙的歷史和暗能量的本質。
“DES 具有變革性，維拉 C. 魯賓天文台將帶我們走得更遠，”國家科學基金會項目主任克里斯·戴維斯 (Chris Davis) 說。 “魯比對南方天空的前所未有的研究將使新的重力測試成為可能，並揭示暗能量。”
該團隊的研究已提交給《Physical Review D》雜誌，並可在論文的存儲庫頁面上找到 arXiv。
