图：暗能量探测相机选择性的拍摄了10个太空暗场。每一张多维图片都为天文学家提供了了解遥远的星系的信息以及这些星系在宇宙中的分布结构。

最大星系调查报告曾经表示，我们的宇宙并不像此前认为的成团簇状。然而，缺乏团簇便意味着与爱因斯坦的广义相对论存在差异，而科学家曾根据广义相对论去理解演化了超1300万年的宇宙结构。

尼尔.杰弗里是法国高等师范学院（Ecole Normale Superieure）的宇宙学家，同时也是暗能量调查的负责人之一，他告诉BBC新闻：“如果确实存在差异，那么爱因斯坦或许就错了。”

暗能量调查组对上百万的星系进行了分类，并通过对星系形状做微小调整以测量宇宙的关键数值。几乎所有的测量结果都证实了广为流行的宇宙大爆炸模型，即所有的宇宙物质都由一个难以置信的热点爆炸而来。

但是，一点不足之处在于，此次调查并未测量场内物质。如果宇宙比此前认为的更平滑，那么，这意味着，我们所有基于爱因斯坦的广义相对论所理解的宇宙结构演化观点都可能是错的。

尽管，一些标题党已经准备宣称爱因斯坦是错的，物理学家需要纠正他们的模型之类的新闻，但是，真相仍然与此存在很多细小差别。这是因为，差异并不能仅通过静态的数字统计来论证。

有史以来最伟大的调查

暗能量调查组由全球7个国家25家研究机构的400多位科学家组成，是有史以来最大的天文学合作团队。他们用直径4米（13.1尺）的维克多.M.布兰科望远镜连续758晚连续观测着八分之一的太空。这一望远镜位于智利塞罗.托洛洛的美洲天文台。

这一观测项目于2013年启动，并于2019年结束。但是，观测仅仅是其中的简单环节——暗能量调查花了两年时间，合作发布了他们的最新成果，而这也只是解析了前三年获得的观测数据。

根据29份的科学论文描述，这份报告涵盖了226万星系的详细观测信息，是有史以来最大最详细的星系调查报告。

虽然，其中艰苦卓越的星系分类仅仅代表了不足十分之一的可观测星系，但是，这是一个开始。

图：新研究中所用到的直径4米的维克多.M.布兰科天文望远镜拥有5.7亿像素的暗能量拍摄相机，坐落于智利的塞罗.托洛洛美洲天文观测台内。

测量宇宙

暗能量调查组通过星系来研究关于宇宙的两个主要特征。第一个是宇宙网络，研究表明星系并不是随意的散布在宇宙中，而是自然界中最大的组织网络模型。从最大规模层面来看，天文学家发现了巨大的星系束，即群集，星系长丝，宽壁以及大型宇宙空洞。

宇宙网络是一个动态物体，在经过几十亿年的演化后形成了当前的状态。天文物理学家认为，在很久之前，宇宙中的物质或许分布的更凌乱。暗能量调查组的科学家通过研究宇宙网络的演化，能够了解宇宙是由什么构成的，以及它是怎么行动的。这是因为，宇宙中的构成物限定了宇宙的演化，正如你最爱的蛋糕食谱成分的变化解释了蛋糕是如何做成的。

暗能量调查科学家也通过弱引力透镜来开展研究。根据爱因斯坦的广义相对论，我们指导物体的引力能够扭曲光的路径。最著名的例子便是星系集，它们巨大的质量能够扭曲其他星系发出的光，以至于那些星系呈现高度的延展，出现整体拉长。

暗能量调查组运用了更加精妙的透镜效应。这一透镜通过观测星系发出的光穿过几十亿光年的空间，探索星系形状发生的轻微变化。暗能量调查组的天文学家通过比较那些星系形状与

邻近宇宙空间中的类似星系形状，能够描绘出宇宙中的物质分布形态。

似乎缺失一些东西？

暗能量调查合作组将他们的成果与其他大型研究，例如普朗克宇宙微波背景测量，以及宇宙大爆炸形成的弥漫宇宙的微弱辐射光等进行了比较。他们的结果几乎与现有的观测及广为流行的宇宙哲学理论相契合，即我们生活在一个已经存在1370万年并且仍在不断膨胀的宇宙中，其质量能量由大约三分之一的物质（大多数时暗物质）构成，其余则是由暗能量构成。

但是，有一个测量脱颖而出，即S8参数，描述了宇宙中的聚集程度。S8的系数越高，聚集的物质就越紧密。新的暗能量调查结果表明S8的系数是0.776，而此前普朗克的结果略微高一些，是0.832。

普朗克的结果来自早期的宇宙测量研究，而暗能量调查结果则稍晚一些。这两个数值应该是一样的，而如果它们确实是不同的，那么我们关基于爱因斯坦广义相对论引力场观点而形成的宇宙结构发展与演化的理解便有可能是错误的。由于没有人希望发现这一差异，因此，天文物理学家仍未确切找出相对论的缺陷之处。

已有一些人暗示暗能量调查结果是现代宇宙天文学基础理论的主要缺陷。杜伦大学宇宙学家卡洛斯.弗伦克并未参与暗能量调查，他告诉BBC新闻：“我耗费一生研究结构形成理论，我的心告诉自己我并不想看到现代宇宙天文学基础理论崩塌，但是，我的大脑告诉自己，测量结果是正确，而我们必须寻找新物理学的可能性。”

但是，那些标题（文章）忽视了不确定性。每一项测量都存在不确定性，科学家只能确保可获得数据的准确性。当把统计不确定性考虑进去，暗能量调查的结果与普朗克的测量结果一般会相互重叠。，虽然如此，这一结果仍为我们敲响警钟，也因此，这一差异仍值得我们继续深究下去。从统计学层面而言，如果，两个测量结果仅有2.3标准方差的误差，这表明，S8系数便并不存在实质性差别。如果把观测数据重复100次，它们或许会产生98次的差异。这一结果远远低于能够支撑新发现的5个标准方差的值。

让我们期待一下另一个三年的数据能够为我们带来什么信息吧。

BY: Paul Sutter

FY: 秋

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