對宇宙的大規模調查正在揭示宇宙最神秘的方面之一——暗能量的新細節。有趣的是，當與其他觀測結果結合時，這些數據暗示，通常被認為隨著時間的推移保持恆定密度的暗能量可能會隨著宇宙一起演化。
杜克大學的物理學家丹尼爾·斯科尼克（Daniel Scolnic）沒有參與這項新研究，他說，這一結果「為宇宙學界帶來了刺激」。
暗能量是一種看不見的謎團，它會導致宇宙隨著時間的推移而加速膨脹，儘管它構成了宇宙的大部分內容，但人們對它知之甚少。 4 月 4 日，研究人員在 4 月 4 日發表在《自然》雜誌上的 10 篇論文中報告說，為了探索這個謎題，暗能量光譜儀 (DESI) 繪製了迄今為止最大的宇宙 3D 地圖。德西網站，並在在美國物理學會會議上的講話該研究在加州薩克拉門托舉行。
儘管與宇宙學家對宇宙的標準圖像一致，但這些數據也考慮到暗能量的狀態方程式（描述暗能量的壓力與其密度的關係）可能隨時間而變化的可能性。這將意味著科學家理解宇宙史的方式發生劇變。
該研究分析了該計畫第一年的數據，繪製了 640 萬個星系和類星體（劇烈活躍星系的超亮核心）的位置。由於宇宙中存在方便的尺寸參考，這張地圖使科學家能夠估計宇宙的膨脹率。早期宇宙中的聲波建立了宇宙中物質密度的模式，稱為重子聲振盪。隨著星系的形成，這些密度變化持續存在，結果是星系更有可能彼此分開一定的距離（序號：2019 年 3 月 4 日）。這個距離就像一把尺子，隨著宇宙的膨脹而被拉長。測量宇宙各個時代的尺大小可以顯示宇宙是如何膨脹的。
科學家將宇宙分為七個紀元，時間可以追溯到 110 億年前，並測量了它隨時間的膨脹。較近的時間片對應於不同類型的星系。進一步回顧宇宙的歷史，星系發出的光變得太微弱了。因此，科學家轉向遙遠的類星體，並測量氫氣如何吸收類星體的光。
DESI 科學家隨後將他們的數據與被稱為 lambda CDM 的標準宇宙學理論進行了比較，其中暗能量的密度被認為隨著時間的推移保持恆定。數據與 lambda CDM 的情況非常吻合。但研究人員並沒有就此止步。他們考慮了一個理論，其中暗能量的行為，即它的狀態方程，可以隨時間變化。
就其本身而言，DESI 數據無法精確地確定暗能量是如何演化的。因此，研究小組將他們的數據與超新星、爆炸恆星的研究結合起來，以改進估計。這些綜合數據更適合不斷變化的暗能量，而不是不變的暗能量。根據研究人員使用的超新星資料集，此效應的顯著性超過 3 西格瑪。 （在物理學中，5 西格瑪被認為是發現的黃金標準；3 西格瑪被認為是一個有趣的暗示。）「這絕對不是發現水平，但絕對是，這很令人興奮，」斯科尼克說。 “它並不像人們所期望的那樣‘普通’。”
更多數據可能有助於澄清情況。加州勞倫斯伯克利國家實驗室的 DESI 物理學家 Nathalie Palanque-Delabrouille 表示：“我們還有更多數據將真正告訴我們所看到的暗示是否已得到證實。” DESI 科學家將收集五年的數據，最終對 300 萬個類星體和 3700 萬個星系進行編目。
這些初步結果表明 DESI 科學家正在努力前進。匹茲堡大學的天文物理學家 Michael Wood-Vasey 表示，有了更多的數據，“他們確實可以實現他們設定的目標，試圖找出暗能量是什麼，試圖找出與 lambda CDM 是否存在偏差。”然而，目前他對新物理學的潛在暗示並不擔心。 “我有點保守，所以我不會對事物的暗示感到非常興奮。”
宇宙學已經飽受爭議根據哈伯常數的測量，當前宇宙膨脹的速率（序號：2019 年 7 月 30 日）。衡量該數字的不同方法會產生相互衝突的結果。 DESI 的測量無法解決哈伯恆定張力問題。但如果科學家放棄他們的標準 lambda CDM 模型，這可能會改變哈伯常數的情況。 DESI 合作者、波士頓大學物理學家 Dillon Brout 表示，這是因為這種張力是基於 lambda CDM 模型正確的假設。 “這……可能會讓[哈勃]緊張局勢徹底爆發。”
