DESI合作正在进行一项开创性的实验，以了解宇宙的膨胀和加速。他们使用DESI仪器的工作使他们能够绘制宇宙从早期到现在的地图，挑战现有的宇宙模型。最初的发现表明，关于暗能量和宇宙加速可能还有更多的发现。该项目的创新方法，包括完全盲法分析，确保他们的结论是基于无偏见的数据，为未来的天体物理学发现铺平了道路。来源:SciTechDaily.com
DESI合作正在通过从早期到现在的全面绘图来研究宇宙的加速膨胀。他们的发现挑战了传统Nal宇宙模型，并提出对暗能量的新见解，同时使用开创性的，公正的研究方法。
一组研究人员，包括来自德克萨斯大学达拉斯分校的天体物理学家，作为暗能量光谱仪器(DESI)合作的一部分，正在领导一项开创性的实验，旨在探索宇宙的膨胀和加速。
达拉斯德州大学自然科学与数学学院(NSM)物理学教授Mustapha Ishak-Boushaki博士是DESI合作组织的成员，DESI合作组织是一个由来自世界各地70多个机构的900多名研究人员组成的国际小组，他们参与了一项多年的实验，以增加对宇宙历史和命运的理解。
4月4日，Ishak-Boushaki与另外两名DESI科学家在加州萨克拉门托举行的美国物理学会会议上展示了DESI实验第一年收集的数据分析。Ishak-Boushaki介绍了从DESI数据推断出的宇宙学结果及其对宇宙的影响。研究人员还在预印本网站arXiv上发表了多篇论文，分享了第一年收集数据的结果。
DESI文书的作用
位于亚利桑那州基特峰国家天文台(KPNO)的DESI仪器收集了来自宇宙最遥远部分的光，这使科学家能够绘制宇宙年轻时的地图，并追溯其演变到今天所观察到的东西。了解宇宙是如何演化的，关系到它的终结方式，也关系到物理学中最大的谜团之一:宇宙正在加速膨胀的观测结果背后是什么?
对DESI第一年数据收集的分析证实了科学家们认为的最佳宇宙模型的基本原理，但它也暗示，关于宇宙加速的潜在原因，还有更多需要了解的地方，这一发现导致了2011年的诺贝尔物理学奖。
DESI绘制了迄今为止最大的宇宙三维地图。地球位于这张地图的中心。在放大的部分，很容易看到我们宇宙中物质的基本结构。来源:Claire Lamman/DESI合作;自定义彩色地图包由cmastero
宇宙加速度是有问题的，因为它抵消了引力在我们的太阳系和附近空间的作用。引力是导致有质量的物体聚集在一起的原因。
Ishak-Boushaki说:“重力把物质聚集在一起，所以当我们把球扔到空中时，地球的重力把它拉向地球。”“但在最大的尺度上，宇宙的行为是不同的。它的作用就像有某种排斥力把宇宙推开并加速它的膨胀。这是一个很大的谜团，我们正在从几个方面进行调查。它是宇宙中未知的暗能量，还是阿尔伯特·爱因斯坦在宇宙尺度上的引力理论的修正?”
探索暗能量和宇宙膨胀
许多科学家认为，暗能量在宇宙加速过程中起着关键作用，但人们对它的了解并不充分。一些理论认为它是一个宇宙常数——驱动加速度的空间固有属性。
为了研究过去110亿年间暗能量的影响，DESI小组使用迄今为止最精确的测量方法绘制了迄今为止最大的宇宙3D地图。这是科学家们第一次以超过1%的精度测量年轻宇宙的膨胀历史。
宇宙的主要模型被称为λ - cdm。它既包括普通物质，也包括一种很少相互作用的物质，称为冷暗物质(CDM)和暗能量，称为Lambda。物质和暗能量都决定了宇宙膨胀的方式，但方向相反。通过万有引力，物质和暗物质减缓了膨胀，而暗能量则加速了膨胀。它们的数量影响着宇宙的演化。Ishak-Boushaki说，这个模型有效地验证了以前实验的结果，并描述了宇宙在整个时间中的样子。
这个动画展示了重子声学振荡如何作为测量宇宙膨胀的宇宙尺子。图片来源:Claire Lamman/DESI collaboration和Jenny Nuss/Berkeley Lab
然而，当DESI第一年的结果与其他研究的数据相结合时，与Lambda-CDM模型所预测的结果存在一些微妙的差异。
Ishak-Boushaki说:“我们的结果显示了一些与宇宙标准模型的有趣偏差，这可能表明暗能量是随着时间而演变的。”“我们收集的数据越多，我们就越能确定这一发现是否成立。有了更多的数据，我们可能会为我们观察到的结果找到不同的解释或证实它。如果它持续下去，这样的结果将揭示导致宇宙加速的原因，并为理解宇宙的演化迈出一大步。”
更多的数据也将改善DESI的其他早期结果，包括哈勃常数——宇宙膨胀速度的量度——和中微子粒子的质量。
即时通讯盲分析在研究中的重要性
DESI是第一个进行完全盲法分析的光谱实验，它对科学家隐瞒了真实的结果，以避免任何潜意识的确认偏差。研究人员“盲目”地使用修改过的数据，并编写计算机代码来分析他们的发现。一旦一切都确定下来，他们将对原始数据进行分析，以揭示实际答案。
“Ishak-Boushaki博士的研究以及他与大约70个机构的科学家的合作，揭示了关于我们宇宙的重要见解，结果令人着迷，”NSM院长、弗朗西斯·s·和莫里斯·g·约翰逊杰出大学主席大卫·海因德曼博士说。“在达拉斯德州大学拥有这样世界级的研究项目，看到我们的科学家在基础发现中发挥关键作用，这令人鼓舞。”
参考文献:DESI Collaboration et al.发表于2024年4月4日的《第一年宇宙学结果》。
DESI是由美国能源部(DOE)科学办公室资助建造和运营的，位于国家科学基金会(NSF)在KPNO的Nicholas U. Mayall 4米望远镜的顶部，该望远镜由NSF的NOIRLab运营。美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室管理DESI实验。
DESI还得到了国家能源研究科学计算中心的支持，该中心是美国能源部科学办公室的主要计算设施。对DESI的额外支持由NSF提供;联合王国科学和技术设施理事会;戈登和贝蒂·摩尔基金会;海辛-西蒙斯基金会;法国替代能源和原子能委员会;墨西哥国家人文、科学和技术委员会;西班牙科学与创新部;和DESI成员机构。
DESI合作很荣幸被允许在Iolkam Du'ag(基特峰)进行科学研究，这是一座对Tohono O'odham民族具有特殊意义的山。
