暗能量那些难以捉摸的自然属性被科学家所揭示！

简介：遥远星系揭示暗能量的神秘特质；通过研究百万光年距离的星系，学者们对暗能量波动如何变化，如何影响宇宙结构的发展有了更深入的认识

运用爱因斯坦的广义相对论并使用高灵敏设备，天文学家已经限定了暗能量在宇宙形成初期所起的作用。

爱因斯坦的理论预言大质量物体，如星系团，可以令其背景星系的光偏折并将光聚焦于地球，这就是“引力透镜”现象。图片提供：NASA/ESA/智利天主堂大学

爱因斯坦广义相对论已经帮助一个国际研究团队测量当今我们所在宇宙中暗物质的聚集，这是在经过分析千万多张遥远星系的图片后而得出的，研究团队还将进一步利用这些信息来了解暗能量。

暗物质在与宇宙中星系形成紧密相关，而暗能量则与宇宙持续膨胀中的加速紧密相关；暗物质与暗能量一起构建了我们宇宙的95%，但是为什么两者的作用如此之大却是一个深奥的秘密。为了解释宇宙的行为与其宿命，科学家必须搞清楚暗物质与暗能量到底是怎么一回事。

过去为了测量宇宙结构的数量已经进行了若干研究，特别是宇宙还很年轻的时候，比如：欧洲空间机构（ESA）的普朗克观测站。暗能量可以在这些结构成长的后期（即接近现在的时期）影响其成长速度。通过研究宇宙后期的暗物质，科学家刚刚开始测量这些不同结构的成长，这些研究也有助于了解暗能量。

“普朗克测量的波动就象宇宙早期射出的一只精准之箭，我们用斯巴鲁超主焦点相机（SHSC）已经测量了这只箭的着落点。”天文及天体物理学校际中心的副教授瑟赫德.摩尔（Surhud More）这样解释。

超主焦点相机(HSC)的研究是将8.20亿像素的超主焦点相机、与坐落在夏威夷莫纳克亚山上的直径达8.2米（27英尺）之斯巴鲁望远镜相接，这就允许研究人员可以对数十亿光年以外的星系进行研究，这些星系于数十亿年之前就存在，只是它们的光现在才到达地球。

阿尔伯特.爱因斯坦在他的广义相对论中预言了引力透镜，即：引力可以令光的传播路线偏转、也称“弯曲”，这就造成在地球上观察的遥远星系看起来的位置与实际位置发生了扭曲。

超主焦点相机重量达3吨，高达3米（9英尺）。图片提供：NAOJ（日本国立天文台）

从2014年开始，科维理学院的宇宙物理及数学（Kavli IMPU）的助理教Chiaki Hikage领导来自日本、中国台湾及美国的科学家进行了引力透镜引起的微小扭曲之研究，以再现这些星体在宇宙中的真实位置。现在研究小组看到了在过去数十亿年间暗物质在空中波动的行为，还看到暗能量是如何影响着这些结构的成长。

“过去，我一直满怀希望承担高精准宇宙学的研究，比如采用威金森各向异性探测器（WMAP）以及普朗克探测器进行的相关研究；而今，用斯巴鲁HSC可以更加精准地观测宇宙中暗物质结构的成长，我为能与大家分享这些成果而感到极度兴奋！”Hikage非常感慨。

然而，Hikage与他的团队了解他们自己的兴奋或许会潜在影响其结果的客观性，特别是如果他们用以前自己的研究分析验证他们自己的结果。为了保证其结果的合理性，他们组织了一个盲测分析，这种盲测分析在医学中普遍使用。在这种测试中，研究人员并不知道哪一位病人得到了特定的治疗，首先生成两套“假”数据，而每一套数据中的真实状况被锁于某处的盒子中而不为研究人员所知。随后，2018年6月26日面纱揭开：研究人员第一次发现他们的分析已经表明超主焦点相机（HSC）的研究结果与过去的引力透镜研究结果完全一致，只是他们认为当今宇宙的宇宙结构进化速度的结论与普朗克星级站的宇宙逻辑模式预测的结果相比，略微慢一些。

这个差异可能是由于数据量比较少而引起的统计落差，或者这个差异预示了宇宙模型的一个重要进程。

幸运的是，团队未来还会有更多的数据进行分析。这个结果只使用了全部研究数据的11%，因为HSC还在拍照，工作计划在2020年前后结束。

“这只是第一步，HSC研究的全部数据肯定能令我们对暗物质以及暗能量的了解上到更高的台阶。”Kavli IMPU 的院长及投资人Masahiro Takada这样评论。

BY: Lee Cavendish

FY: 周洪波 （hongbo_0309）

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