天文物理学家针对超过400万个星系及明亮类星体进行分析的结果,打造了有史以来最大的宇宙3D地图。加拿大滑铁卢大学的研究人员Will Percival表示:“来自全球30多个机构的数百位科学家,经过长时间努力,已经得出了宇宙膨胀的完整故事。”
这项计划在20几年前启动,研究人员利用史隆数字天空巡测(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)的“延展种子震荡光谱调查”(extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, eBOSS)资料及新墨西哥州一座光学望远镜在6年间搜集的数据,搭建出有史以来最广泛在不同时中宇宙膨胀的3D地图。
在可观测的宇宙中,以彩虹色阶呈现史隆数字天空巡测(SDSS)成果地图。不同色阶中的插图代表该阶段中典型的星系或类星体及其模式信号。图片来源:Anand Raichoor (EPFL), Ashley Ross (Ohio State University) and the SDSS Collaboration由于大量的宇宙学理论模式及宇宙微波背景的观察资料,让人们对宇宙大爆炸的初期状况相对的了解,且通过星系及距离的观测成果,对过去数十亿年间宇宙膨胀的历史有更进一步的认识。
本计划更结合了“延展种子震荡光谱调查”(eBOSS)及较早的史隆数字天空巡测(SDSS)的资料,这些研究成果让宇宙膨胀的故事完美的联系起来。宇宙的3D地图更细致及精确地呈现宇宙诞生之初(38万)呈现空隙与细丝的结构,并呈现60亿年前宇宙的状态,发现到最古老和最红的星系。有时候发现宇宙膨胀开始加速,且自此以后持续加速。研究人员认为这种加速膨胀的状况,似乎受宇宙中未知的成分所影响,这未知的成分可能就是暗能量,此结果与爱因斯坦的广义相对论相一致,但以目前对粒子物理学的知识却难以理解。
天文物理学家多年来一直知道宇宙正在膨胀中,但无法精确测量膨胀的速度。
eBOSS和SDSS地图对宇宙膨胀率和曲率的影响。灰色区代表10年前的知识,蓝色区为结合eBOSS和SDSS的观测结果。图片来源:Eva-Maria Mueller (Oxford University) and the SDSS Collaboration
本计划“延展种子震荡光谱调查”(eBOSS)观测资料分析发现,当前被大家接受的宇宙膨胀速率哈勃常数,比研究团队估算出来的值慢了10%。本结果发布于SDSS网站。