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解开宇宙加速膨胀之谜

  80亿年前,宇宙深处星系发出的光线开始奔向人类地球。经过漫长的旅行,古老的星光现在抵达了南美国家智利安第斯山脉的一座山顶,并被新安装在那里的暗能量照相机首次捕捉并记录下来。在科学家的眼里,这些古老的星光是盼望已久的稀客,因为它们也许包含着物理学中一个重要未解之谜的答案,告诉人们为什么宇宙膨胀的速度在继续加快。
  在天体物理学中,暗能量是一种充斥宇宙空间并增加宇宙膨胀速度的难以觉察的能量形式。暗能量假说在当今对宇宙加速膨胀观察结果多种解释中最为人们所接受。在宇宙的标准模型中,暗能量占有宇宙总质能的73%。
  为证实暗能量,多国科学家成立了国际暗能量调查(DES)合作研究小组。本周合作研究小组科学家宣布,由3大洲的科学家、工程师和技术员联合经过8年规划和打造的暗能量照相机于9月12日拍摄到首批关于南半球天空的图像。
  美国能源部高能物理科学助理主任詹姆斯·史厄格里斯特表示,通过暗能量照相机首次获得遥远星系的星光,其标志着人们探索宇宙前沿重要新时代的开始。暗能量研究的成果将让人们更进一步了解暗能量之谜,以及暗能量对宇宙的意义。
  暗能量照相机由美国能源部费米国家加速器实验室建造,安装在智利塞拉托洛洛(Cerro Tololo)美洲天文台的维克多布兰科天文望远镜上,该天文台隶属于美国国家科学基金会,是美国国家光学天文台南部分站。天文学家和物理学家相信暗能量是导致宇宙膨胀不断加快的原因,利用如同电话亭大小的暗能量照相机,他们将探索暗能量之谜。
  费米实验室科学家兼项目经理布仁纳·福拉格认为,暗能量调查项目将帮助人们认识为何宇宙膨胀是在加速而不是因引力而减速。他对所有项目参与者所做出的努力深感满意。
  该暗能量照相机是人类迄今为止研发的最强大的天体测绘仪,是同类研究仪器设备中的佼佼者,能够看见10万个星系发出的星光。暗能量照相机中的感光元件由62个电荷耦合器件排列组成,拥有570兆像素,对红光极其敏感。与之相比,目前摄影专业人员所用相机的成像单元多为10兆至35兆像素。
  暗能量照相机与维克多布兰科天文望远镜的大型聚光镜组合起来,能够让科学家从事广泛的研究,从太阳系中的小行星直到宇宙的起源及发展。
  塞拉托洛洛美洲天文台主任克里斯·史密斯说:“我们十分高兴地看到暗能量照相机并入互联网,天文学团体能够通过美国国家光学天文台分获望远镜的定位。这样,我们能够为全球的天文学家提供强大的新工具以寻求当今所面临的问题的答案,其中最紧要的问题就是暗能量的本质。”
  从事暗能量调查合作项目的科学家将利用新的照相机从事至今最大的星系测量,并用所获得的数据通过4种途径来研究暗能量:研究星系群、超新星、大规模星系形成和弱重力透镜。这将是人们首次在单一研究仪器上完成上述4种工作。
  在暗能量照相机经过全面测试后,科学家期望能够从12月份正式开始暗能量调查项目。他们相信,借助智利安第斯山脉理想的大气条件,能够获得最清晰的图像。事实上,在刚刚拍摄到的首批图像中,暗能量照相机提供了极佳且几乎均匀的空间分辨率图像。在未来5年中,暗能量调查项目将给出1/8天空详细的彩色图像,发现和观察3亿个星系、10万个星系群和4000个超新星。
  暗能量调查项目的研究经费来自美国能源部和美国国家科学基金会,英国、西班牙、巴西、德国和瑞士等国的研究机构也参与了该项目。
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