SDSS map - each dot is a galaxy (M. Blanton/SDSS/CC BY SA)
图：红移值Ζ-斯隆数字化巡天地图-每个点都是一个星系
作为一个天文学家，没什么比凭借一个新的仪器或望远镜获得榜首束光的感觉更美好了。这是长年累月地预备和拼装硬件的效果，榜首次在天体上搜集到了光粒子。这一般伴跟着一声宽慰的叹气，然后是对现在一切或许的新科学的激动。
十月22日，美国亚利桑那州的梅奥尔望远镜上的暗能量光谱仪（DESI）看到了榜首束光。这是咱们丈量星系间隔才能的一个巨大腾跃——发明了一个制作世界结构的新时代。
图解：DESI看到的“榜首束光” 图源：desi.lbl
望文生义，它或许也是处理物理学中最大问题之一的要害：构成了70%的世界的被称为暗能量的奥秘力气是什么？
世界是块斑状的。星系以几个或数十个的组合集合在一起。有从几百到上千的星系组成的星系团，也有包含许多这样的星系团的超星系团。
世界这样的层次结构现已从榜首张世界图上被得知了，在天体物理中心（CfA)的红移查询世界图上看起来像一个火柴人。
图解：CfA开始的红移查询 图源：harvard.edu
这些令人惊叹的图画是对世界中大型结构的榜首瞥，有些乃至跨过了数亿光年。
CfA查询是一次耗时吃力地构建一个星系。这包含丈量星系光谱——将光按波长或色彩分化——而且辨认某些特定化学元素（主要是氢、氮和氧）的指纹。
因为世界的胀大，这些化学元素的特征被体系地转换成更长的赤色光波。
这种“红移”首要被天文学家维斯托·斯里弗发现，而且由此引出了现在闻名的哈勃规律——更远的星系好像在以一个更快的速度移动。这在某种程度上预示着相比之下近处的星系好像移动地适当慢——它们较远处的星系红移地更少。因而，丈量一个星系的红移值是丈量其间隔的一种办法。
图解：DESI 图源：desi.lbl
要害一点是，红移和间隔之间的切当联络取决于世界胀大的前史，这能够用咱们的重力理论和对世界物质和能量密度的假定从理论上计算出来。
一切这些假定终究在世纪之交经过结合新的世界观测被证明，包含从更大的红移查询中获得的最新3D地图。
特别是，斯隆数字天空查询（SDSS）是榜首个专用的红移查询望远镜，丈量了一百多万个星系的红移，将大规划的世界结构制作到史无前例的细节。
图解：斯隆基金会2.5m望远镜 图源：sdss
SDSS的世界图画包含上百个超星系团和星系细丝，并协助做出了一个意料之外的发现——暗能量。它们显现世界的物质密度远低于世界微波布景的预期，而世界微波布景是世界大爆炸留下来的光。
这在某种程度上预示着一定有一种被称作“暗能量”的不知道物质，它推进世界加快胀大，而且渐渐的变缺少物质。
悬而未决之谜
一切这些观测成果的结合宣告着一个世界了解的新纪元，世界由30%的物质和70%的暗能量构成。
可是虽然现在大多数物理学家现已接受了有这样一种暗能量存在，咱们依然不知道它的切当方式是什么。
图解：DESI所在方位 图源：wikipedia
不过现已有了几种或许性。许多研究者信任真空的能量具有某种特别值，被称作“世界常数”。
其他的挑选还包含一个或许性，当应用到整个世界的巨大标尺上时，爱因斯坦极为成功的引力理论是不完善的。
新的仪器像DESI 有助于下一步处理谜题，它将丈量上千万的星系红移，掩盖世界的巨大体积，距地球远达100亿光年。
如此令人惊讶的精密世界图画应该能够答复一些关于暗能量和世界中大规划结构的发明的要害问题。
例如，它应该有才能告知咱们暗能量是否只是一个世界常数。为此它将丈量暗能量施加在世界上的压力与单位体积能量的比值。
图解:今期与前期的世界质能散布饼图
假如暗能量是一个世界常数，那么这个比值在世界的时间和方位上都应该是常数。但是关于其他的解说，这个比值都会改变。任何标明它不是常数的痕迹都将是革新性的，并引发剧烈的理论作业。
DESI也应该能够约束乃至摧残许多修改后的引力理论，或许最大程度地供给了一个爱因斯坦广义相对论的有力证明。
或许相反——将再一次引发理论物理学的革新。
另一个用DESI验证的重要理论是世界胀大，它预示着在原始世界中能量密度的细小随机量子涨落在时间短的剧烈添加期内成指数胀大，成为咱们现在看到的世界大规划结构的种子。
图解：ΛCDM模型，加快扩张的世界。
DESI只是未来十年内进行的几回下一代暗能量使命和试验之一，因而咱们当然有理由达观地以为咱们能很快处理暗能量之谜。
像欧几里得这样的卫星使命，以及像大型归纳巡天望远镜这样的大型地上天文台也将供给新的见地。
也有其他像DESI这样的红移仪器，包含坐落欧洲南边天文台的四米多物镜望远镜（4MOST）。这些联合起来将供给跨过整个世界的上亿红移，然后得出一个咱们无法幻想的世界图画。
图解：4MOST 图源：eso
现在想想开始我编撰我的只是根据700个星系红移的博士论文好像现已是很久以前了。这确实标明成为天文学家是一个激动人心的时间。
相关常识阅览
暗能量是某种作用于时空结构自身的能量，而且是种均匀的负压力，会导致时空结构胀大。
在物理世界学中，暗能量是一种布满空间的、添加世界胀大速度的难以发觉的能量方式。暗能量假说是当今对世界加快胀大的观测成果的解说中最为盛行的一种。在世界规范模型中，暗能量占有世界68.3%的质能。
在物理学范畴，红移（Redshift）是指电磁辐射因为某种原因导致波长添加、频率下降的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段间隔。相反的，电磁辐射的波长变短、频率升高的现象则被称为蓝移。红移开始是在人们了解的可见光波段发现的，跟着对电磁波谱各个波段的了解逐渐加深，任何电磁辐射的波长添加都能够称为红移。
图解：上图右侧为悠远的星系在可见光波段的光谱，与图左边太阳的光谱比较，能够看见谱线朝赤色的方向移动，即波长添加（频率下降）
关于波长较短的γ射线、X-射线和紫外线等波段，波长变长确实是波谱向红光移动，“红移”的命名并无问题；而关于波长较长的红外线、微波和无线电波等波段，虽然波长添加其实便是远离红光波段，这种现象仍是被称为“红移”。
参考资料
1.维基百科全书
2.天文学名词
3. BOB NICHOL-张玉兔
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