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十年磨一剑，暗能量光谱仪将启用，绘制史上最细宇宙物质立体分布图！

经过十年的准备，暗能量光谱仪（DESI）即将于今年底启动，开始一项为期五年的任务，绘制一套史上最细节的宇宙物质的立体分布图。

宇宙膨胀示意图。（NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab）

科学家认为这份地图将有助于揭示宇宙的重要谜题，包括理论预测宇宙膨胀背后的神秘推动力量——暗能量。

DESI如何工作

DESI主要由美国能源部出资，由美国、英国、法国、西班牙和墨西哥合作建成。这是一个先进的光谱仪，装配在亚利桑那州基特峰天文台（Kitt Peak Observatory）现有的4米宽的梅奥尔望远镜（Mayall Telescope）上。

DESI的核心部件是5,000个独立的、形如铅笔大小的机器人。每个机器人控制一个光纤眼，共同捕捉波长从360～980纳米的光线，范围涉及从近紫外线到可见光，再到电磁频谱的红外波段。

启动后，每个机器人一次观测一个预设分配的星系，在理想情况下，每两分钟可观测5,000个星系。之后整个望远镜调整镜面，瞄向下一组目标。

DESI将反复测量3,500万个星系和240万个类星体与地球的距离，在五年项目期间，覆盖三分之一的天空。在项目结束的时候，科学家将得到这些天体在五年期间如何拓展的详细资料。

DESI将分析每个机器人从遥远的星系或类星体采集的光波。这些光是从很久以前从天体上发出，所以DESI就像在收看这些天体的过去。有的光线来自120亿年前。

“经过十年的规划、研发、安装和整合，我们很高兴DESI即将开始暗能量探索任务。”DESI项目负责人列维（Michael Levi）在公文中说。

物质分布与暗能量的关系

科学家认为宇宙自大爆炸以后，并不是随机无序地膨胀，而是由一种神秘的暗能量在推动它的膨胀。

该项目的发言人哈佛-史密森尼天体物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的爱森斯坦（Daniel Eisenstein）说：“星系并不是在宇宙中随机分布，而是组成一种复杂的结构，从中我们可以学到宇宙的组成和历史。DESI将绘制出的、有史以来最详尽的地图，将让我们了解宇宙在发展过程中如何膨胀，了解引力和暗能量如何互相抗衡，牵拉和推动宇宙间的物质。”

DESI观测的目标天体上还带有重子声学振荡（BAO）信息，这是宇宙中可见的重子物质（也称为“普通”物质）的周期性密度变化。类似超新星作为标准烛光的作用，BAO信息也可以测量宇宙的距离。要探索BAO信息里面的秘密，必须先得到每个目标天体详细的光谱信息。这正是DESI项目的总体目标。

在多年的准备工作基础上，又被今年的疫情稍微耽搁了一点项目的进度后，DESI终于就绪了。爱森斯坦说：“现在整个团队都热切地想知道DESI数据能向我们展示哪些宇宙的奥秘。”