宇宙學家已經繪製出了迄今為止最大的宇宙結構地圖，他們發現它比之前的調查顯示的均勻得多。
新的結果是正在進行的暗能量調查（DES）的一部分，它透過測量質量彎曲光線的方式來繪製物質分佈，這種效應稱為引力透鏡。宇宙在早期極其平滑，大約140億年前物質均勻分佈，但從那時起，質量一直在聚集在一起形成星系、氣體雲和其他結構。DES團隊於8月3日釋出的資料表明，聚集發生的速度比早期估計的要慢，早期估計是基於測量宇宙微波背景（大爆炸的餘輝）得出的宇宙嬰兒照片。
調查負責人說，兩種技術產生的結果之間的差異仍在兩組測量的誤差範圍之內。去年，一項規模較小的引力透鏡調查——千度巡天（KiDS）也發現了類似的差異。
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無論如何，結果表明，DES現在已經達到了與微波背景調查（包括歐洲航天局的普朗克衛星的調查）競爭的精度水平，伊利諾伊州巴達維亞費米國家加速器實驗室的宇宙學家、調查負責人約書亞·弗里曼說。“我們相信，有了這些結果，我們不再是其他工作的‘窮表親’，”他說。“我們現在的結果具有可與約束宇宙學相媲美的能力。”
DES是400多名研究人員的合作專案，它使用年輕的弱引力透鏡技術，使用位於智利塞羅託洛美洲際天文臺的4米布蘭科望遠鏡。根據阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論，質量會扭曲空間，因此星系前景中的大量物質會以使其看起來略微扁平的方式彎曲光線。無論前景質量是由不可見的暗物質還是普通物質構成，情況都是如此。星系通常會因其他原因（包括它們的實際形狀和方向）而呈現橢圓形；但是，如果天空的某個區域中的許多星系平均看起來都沿著相同的方向傾斜，那麼引力透鏡很可能是罪魁禍首。
這項最新研究基於第一年的資料收集，其中DES繪製了南天2600萬個星系並測量了它們的表觀形狀。然後，該團隊計算了天空每個部分中的引力透鏡量，以重建物質的密度。結果證實了宇宙學的“標準模型”，其中普通物質僅佔宇宙含量的4％。但是研究人員發現，暗物質的含量略少（約26％），而普朗克的資料為29％，其餘的則由“暗能量”佔據，人們認為“暗能量”正在以加速的速度將宇宙推開。
星系和暗物質並非均勻地分佈在宇宙中，而是在引力的作用下，聚集成了由星團和絲狀結構組成的網狀結構，中間有巨大的空隙。DES測得的集中程度比宇宙學標準模型基於普朗克來自原始宇宙的資料所預測的低7％。
如果得到證實，這種差距可能意味著質量聚集的速度低於預期，這可能會揭示新的物理學。例如，它可能指向暗物質和暗能量之間意外的相互作用，或指向新型中微子。
標準宇宙學模型與較新的聚集測量值之間的差異在統計上並不大，僅為一個標準差，儘管去年的KiDS調查發現這兩個值相差三個標準差。
DES的結果尚未經過同行評審，於8月3日在費米實驗室舉行的美國物理學會會議上公佈，作者線上釋出了10篇論文。
儘管近幾十年來宇宙學觀測結果一直在趨向於一致的圖景，但聚集性的觀測並不是唯一困擾研究人員的型別。特別是，天文學家測量到當前的宇宙膨脹速度比基於普朗克資料預測的速度要快。英國劍橋卡弗裡宇宙學研究所所長、普朗克和DES合作專案的成員喬治·埃夫斯塔西奧說，DES發現的差異令人擔憂，並且可能比與宇宙膨脹有關的差異更令人擔憂。
但是，加利福尼亞大學戴維斯分校的弱引力透鏡先驅、宇宙學家安東尼·泰森表示，他預計當DES積累更多資料時，其發現將更接近普朗克的結果。“我相信他們在解釋中非常謹慎和保守，”他談到這項調查時說。
總的來說，研究人員很高興擁有一個額外的工具，可以更詳細地探測宇宙。“我對所有這些測量的看法是，它們是對宇宙學模型的驚人測試，而且精度和準確性只會越來越好，”芝加哥大學的天文學家溫迪·弗裡德曼說。
最新的地圖是基於DES於2013年開始的第一輪觀測，它覆蓋了大約全天空的三十分之一，是該調查於2015年釋出的初步地圖的三倍大。最終調查計劃於2018年完成，將覆蓋十分之一的天空；弗里曼說，結果可能會在2020年的某個時候出現。最終，DES的目標是繪製一個足夠大的區域，以瞭解暗能量的影響如何在宇宙的近期歷史中演變。
本文經許可轉載，並於2017年8月3日首次發表。