天文學家利用暗能量光譜儀(DESI) 是安裝在基特峰國家天文台 NSF 尼古拉斯·U·梅奧爾 4 米望遠鏡上的最先進儀器，繪製了 110 億年宇宙歷史中近 600 萬個星系如何聚集的圖。他們的結果為阿爾伯特愛因斯坦的廣義相對論提供了迄今為止最嚴格的測試之一。
這位藝術家的印象展示了宇宙的演變，從左側的大爆炸開始，隨後出現了宇宙微波背景。第一批恆星的形成結束了宇宙黑暗時代，接著是星系的形成。圖片來源：M. Weiss / 哈佛史密森天文物理中心。
「廣義相對論已經在太陽系的尺度上得到了很好的測試，但我們還需要測試我們的假設在更大的尺度上是否有效，」法國國家科學研究中心和核與高能實驗室的宇宙學家保琳·札魯克博士說物理。
“研究星系形成的速度讓我們可以直接檢驗我們的理論，到目前為止，我們正在與廣義相對論在宇宙尺度上的預測保持一致。”
在他們的新研究中，札魯克博士和同事發現重力的行為正如愛因斯坦廣義相對論所預測的那樣。
這個結果驗證了我們的主要宇宙模型，並限制了可能的修正重力理論，這些理論已被提出作為解釋意外觀察結果的替代方法，例如通常歸因於暗能量的宇宙加速膨脹。
這項複雜的分析使用了近 600 萬個星系和類星體，讓研究人員能夠看到長達 110 億年的過去。
今天的結果對 DESI 第一年的數據進行了擴展分析，該數據在 4 月做出了並揭示了暗能量可能隨著時間的推移而演變的暗示。
四月份的結果著重於星系聚集的一個特殊特徵，即重子聲振盪（BAO）。
新的分析透過測量星系和物質在整個空間的不同尺度上的分佈擴大了範圍。
這項研究也改進了對中微子質量的限制，中微子是唯一質量尚未精確測量的基本粒子。
中微子對星系的聚類模式影響很小，但這可以透過 DESI 資料的質量來測量。
DESI 約束是迄今為止最嚴格的，補充了實驗室測量的約束。
研究需要數月的額外工作和交叉檢查。與先前的研究一樣，它使用了一種技術來向科學家隱藏結果，直到最後，從而減少任何無意識的偏見。
「這項研究是 DESI 實驗關鍵項目之一的一部分，旨在大範圍了解宇宙的基本方面，例如物質分佈和暗能量的行為，以及粒子的基本方面，」說Stephanie Juneau 博士是NSF NOIRLab 的天文學家，也是DESI Collaboration 的成員。
「透過將宇宙中物質分佈的演化與現有的預測（包括愛因斯坦的廣義相對論和競爭理論）進行比較，我們確實增強了引力模型的可能性。”
「暗物質約佔宇宙的四分之一，暗能量約佔宇宙的 70%，但我們並不真正知道其中任何一個是什麼，」博士馬克·莫斯 (Mark Maus) 說。柏克萊實驗室和加州大學柏克萊分校的學生。
“我們可以拍攝宇宙照片並解決這些重大的基本問題，這個想法令人興奮。”
DESI Collaboration 今天分享了他們的成果幾篇論文在arXiv.org。
