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  • “加肥加大”号的黑洞 展现了宇宙膨胀的秘密
  • 时间:2018-02-21

  来源:中国科学院国家天文台

类星体艺术图,来自维基,https://en.wikipedia.org/wiki/Quasar

类星体艺术图,来自维基,https://en.wikipedia.org/wiki/Quasar

  最新的天文观测表明,宇宙正在不可思议地加速膨胀。宇宙加速膨胀现象自1998年被发现以来(该发现获2011年诺贝尔物理学奖),探索这一奇异现象的根源一直是全世界物理学家和天文学家最重大的研究课题之一。

  根据最新研究,目前的宇宙中只存在4%左右的普通物质以及23%的暗物质,而其余73%的能量组分则是由神秘的暗能量提供的。暗能量的本质虽仍未被揭示,但天文观测证据表明,暗能量充满宇宙,且除引力作用之外,暗能量与其他物质不存在任何已知的相互作用。暗能量密度极低(约10-27 kg/m3),但却是宇宙加速膨胀背后的推手!(这里指的是广义的暗能量,既包括具有负压的能量组分,也包含宇宙学尺度上的修正引力效应。)

  暗能量就像深邃宇宙中的幽灵(几种典型暗能量模型的名字分别为精质、幽灵、精灵等),看不见摸不着,但它却影响、甚至决定着宇宙的演化和命运。它可以改变时空的几何属性,也主导着宇宙中的星系分布与演化。

  大型星系巡天是研究暗能量的利器,它能通过对大样本星系进行大规模的“人口普查”,然后分析星系的三维分布特征,重建宇宙的膨胀历史以及宇宙大尺度结构的增长率,进而探测暗能量的性质。

  目前世界上最大的星系巡天是斯隆四期(SDSS-IV)的“拓展重子声波振荡巡天”(eBOSS; 2014-2020)。该项目依托一架位于美国新墨西哥州的口径2.5米光学望远镜,观测距地球几十亿到几百亿光年外多种类型的星体样本。通过分析这些样本的三维分布,可以提取两大与暗能量性质密切相关的核心信息:重子声波振荡(BAO)和红移畸变(RSD)信号。

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