用11吨重的时光机揭开暗能量和宇宙膨胀的神秘面纱

这项由 900 多名研究人员合作完成的艰巨任务有助于我们了解宇宙的膨胀和暗能量的作用。
DESI绘制了迄今为止最大的宇宙三维地图。
地球位于这张完整地图的薄片中心。
在放大的部分,很容易看到我们宇宙中物质的底层结构。
图片Claire
【菜科解读】
安装在亚利桑那州一架望远镜上的暗能量光谱仪(DESI)绘制了最大的宇宙三维地图,测绘了3000多万个星系和300万个类星体。
这项由 900 多名研究人员合作完成的艰巨任务有助于我们了解宇宙的膨胀和暗能量的作用。
DESI绘制了迄今为止最大的宇宙三维地图。
地球位于这张完整地图的薄片中心。
在放大的部分,很容易看到我们宇宙中物质的底层结构。
图片Claire Lamman/DESI合作;cmastro定制的彩色地图软件包
我们现在拥有了有史以来最大的宇宙三维地图,这要归功于安装在亚利桑那州一架望远镜顶端的一台功能强大的仪器,它拥有一个由5000只光纤"眼睛"组成的机器人阵列,可以观察夜空。
在过去的五年里,暗能量光谱仪--在科学界被称为DESI--测量了3000多万个星系和300万颗类星体的光谱,以确定宇宙在110亿年里的膨胀速度。
DESI的宣布是一项正在进行的国际合作的成果,该合作由来自70多个机构的900多名研究人员组成,其中包括在该项目中发挥领导作用的加州大学圣克鲁兹分校的天文学家。
然而,尽管这个消息很重大,但他们说这仅仅是个开始。
暗能量光谱仪(DESI)安装在基特峰国家天文台的美国国家科学基金会尼古拉斯-U-梅耶尔 4 米望远镜上。
资料
KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/P.Marenfeld开拓性发现和未来愿景
加州大学圣克鲁兹分校天文学和天体物理学系副教授阿列克西-莱奥豪德(Alexie Leauthaud)说:"如果第一年数据集中暗示的趋势在第三年的分析中得到证实,这将是一个重大发现。
作为 DESI 合作的一部分,这将是一个非常激动人心的时刻。
"
从七月份开始,Leauthaud 将担任这项工作的发言人--其中包括牵头组织者的职责--因此她完全有能力提供最新信息。
加州大学圣克鲁斯分校的其他合作教授包括天文学与天体物理学教授康妮-罗科西(Connie Rockosi)和 J. 泽维尔-普罗查斯卡(J. Xavier Prochaska)。
洛科西领导了基特峰国家天文台 4 米梅耶尔望远镜的仪器调试工作,她现在的角色是仪器科学家,帮助仪器保持最佳运行状态。
此外,加州大学圣克鲁兹分校的本科生、研究生和博士后组成的"杰出团队"也功不可没,他们一直积极参与该项目,定期前往亚利桑那州的望远镜帮助观测。
揭开暗能量的神秘面纱
正如DESI所在的劳伦斯伯克利国家实验室在一份公告中解释的那样:"了解我们的宇宙是如何进化的,这与它的终结方式息息相关,也与物理学中最大的谜团之一有关:暗能量,一种导致我们的宇宙膨胀得越来越快的未知成分"。
这是科学家们第一次以优于 1%的精度测量年轻宇宙的膨胀历史--让我们对宇宙是如何演化的有了最好的认识。
研究人员在多篇论文中分享了他们对第一年所收集数据的分析,这些论文将于今天发布在 arXiv 上,研究人员还在美国物理学会会议和意大利莫里昂德会议上发表了演讲。
在这段360度视频中,您可以利用DESI的坐标数据,在数百万个星系中进行互动式飞行。
资料菲斯克天文馆、中大博尔德分校和 DESI 合作项目
斯文-海登里奇(Sven Heydenreich)是加州大学圣克鲁兹分校的一名博士后研究学者,他在DESI身兼数职:担任早期职业科学家委员会委员,利用仪器进行星系间测量,并共同领导一个工作组,预测DESI任务可能延续的不同方案。
"我们的目标是测量DESI星系如何弯曲和扭曲来自其背后更遥远星系的光线,这种效应被称为引力透镜效应,"海登里希说,他于2023年底在基特峰现场工作了一周。
"这些测量结果对于分析星系如何受到其周围暗物质分布的影响至关重要。
此外,这些结果还将有助于提高我们对描述我们当前宇宙组成和演化模型的参数的理解"。
11 吨重的"时光机"
DESI的组件设计用于自动对准预先选定的一组星系,收集它们的光线,然后将这些光线分割成狭窄的色带,以精确绘制它们与地球的距离图,并测量这些光线到达地球时宇宙膨胀了多少。
在理想条件下,DESI 每 20 分钟就可以循环观测一组新的 5000 个星系。
在过去的五年里,DESI反复测绘了天空三分之一区域内数以百万计的星系和类星体的距离,让我们对暗能量和宇宙的历史有了更多的了解。
我们目前的理解是,引力减缓了早期宇宙的膨胀速度,但暗能量却加速了宇宙的膨胀。
DESI对全部110亿年膨胀历史的总体精度为0.5%,最遥远的纪元--涵盖过去的80-110亿年--精度达到创纪录的0.82%。
对我们年轻的宇宙进行这样的测量是非常困难的。
然而,在一年之内,DESI测量早期宇宙膨胀历史的能力已经是其前身(斯隆数字巡天的BOSS/eBOSS)的两倍。
通过观察DESI的地图,我们不难发现宇宙的基本结构:星系簇拥在一起,被天体较少的空洞隔开。
#p#分页标题#e#在DESI的视野之外,我们的早期宇宙则完全不同:那是一锅由亚原子粒子组成的炙热而浓稠的汤,它们的运动速度太快,以至于无法形成像我们今天所知的原子那样的稳定物质。
这些粒子中包括氢核和氦核,统称为重子。
这种早期电离等离子体中的微小波动引起了压力波,使重子移动成波纹状,就像你把一把碎石扔进池塘里所看到的一样。
随着宇宙的膨胀和冷却,中性原子形成了,压力波停止了,将涟漪凝固在三维空间中,并使未来的星系越来越多地聚集在高密度区域。
数十亿年后,我们仍然可以在星系分离的特征中看到这种微弱的三维涟漪或气泡图案--这种特征被称为重子声振荡(BAOs)。
这段动画展示了重子声波振荡如何充当测量宇宙膨胀的宇宙尺。
资料克莱尔-拉曼/DESI 合作和珍妮-努斯/伯克利实验室
研究人员利用 BAO 测量结果作为宇宙标尺。
通过测量这些气泡的表观大小,他们可以确定天空中这种极其微弱图案的物质的距离。
通过对 BAO 气泡远近的测绘,研究人员可以将数据切成小块,测量宇宙在过去每个时间段的膨胀速度,并模拟暗能量对膨胀的影响。
俄亥俄大学教授、DESI BAO 分析联合负责人徐熙钟(音译)说:"我们测量了这一巨大宇宙时间范围内的膨胀历史,其精确度超过了之前所有 BAO 勘测的总和。
我们很高兴了解这些新的测量结果将如何改善和改变我们对宇宙的认识。
人类对我们的宇宙有着永恒的迷恋,既想知道它是由什么构成的,又想知道它将会发生什么"。
虚假记忆就是与真实记忆不一致自己骗自己
每一个人的记忆力都是有所不同,有的人在二三十岁应该还可以记着小时候四五岁的事情,甚至还可以将这些事情完完全全的讲述出来。
但是讲述出来的事情有可能和自己的真实经历有很大的出入,其实这也就是所谓的虚假记忆。
然而在生活中每个人都会拥有很大的虚假记忆,接下来详细了解一下。
虚假记忆是什么虚假记忆其实就是自己骗自己,和自己真实的记忆是不一样的。
虚假记忆已经引起了很多人的关注,很多人都会通过各种方式来研究虚假意义,然而有所谓的,专家就认为,大脑记忆当中自动形成了一种回忆,然而在生活中,每个人都有可能会出现虚假记忆这种情况。
有时候就会通过自己的叙述将事实扭曲,而且表述出来和自己真实经历一定有很大出入。
这也就是所谓的虚假记忆,这都是属于正常现象,每个人都会经历。
虚假记忆产生的原因其实曾经美国的相关人员就进行研究,针对于人的大脑进行了一系列的实验和猜测,之后就认为虚假记忆其实就是大脑当中负责记忆的一块区域,在短时间当中活动比较频繁,再加上活力很大,导致出现虚假记忆。
虚假记忆是正常现象很多人都觉得出现虚假记忆之后,是不是对自己的大脑就出现了问题,或者是自己身体某个部位发生了病变?但事实上并不是如此虚假,机遇在人体当中是很正常的现象也是很常见的,因为人的大脑记忆力是有限的,总是会莫名其妙的去遗忘一些东西。
然而在记忆的过程当中,总是会想起对自己有帮助或者是快乐的事情。
虽然有的人成年之后还会想起儿时的经历,但这些都只是模模糊糊的,并不能够完全的记忆下来。
土卫六有大气层有海洋还下雨,若移到宜居带中,会成为宜居星球吗
不过科幻电影《流浪地球》中假设数百年后人类给地球装上了行星发动机,依靠它的强大推力将地球推离了太阳系,或许未来的人类可以利用这种技术改造太阳系,那么这样把土卫六推离轨道可以实现吗?土卫六这星球的质量虽然跟地球差很远,但它有着比地球更为浓厚的大气层,大气压是地球的1.5倍,在上面安装行星发动机的话,将会把它上面的空气吹跑一大部分,所以这个方法也不是很理想,除非将发动机建造得高达上百公里,而如此高的发动机又是难以想象的,其底部承受的压力非常巨大,金属也可能被压得融化掉,所以《流浪地球》中的方法对土卫六而言并不适用实际上对地球也不实用。
那么有什么办法可以移动土卫六吗?其实办法也不是没有,太阳系中有很多没有大气层的卫星和矮行星,在这样的星球上安装行星发动机,将其加速后从斜后方撞击正在前进中的土卫六,将其加速并推离土星引力,也有可能使它脱离土星轨道,但是这样的话却会大大破坏土卫六表面的现有环境,也不是很理想。
其实我们也不必这样讨论将土卫六移动到太阳系的宜居带,因为土卫六来到太阳的宜居带也不会变成宜居的生命星球,因为虽然土卫六有着浓厚的大气层,表面可能有甲烷等形成的海洋,但是它来到宜居带中,这一切都会发生变化。
首先,土卫六本身并没有磁场,他之所以会有浓厚的大气场,是因为土星的磁场在保护它,它的运行轨道大部分都位于土星的磁场范围中,而且土星本身就是一个气态星球,土卫六围绕土星运行,可以大量吸收土星的散逸气体,所以土卫六才会成为拥有浓厚大气层的卫星。
如果它来到太阳系的宜居带中,它就失去了土星磁场的保护,其大气层就会在高速的太阳风吹拂之下越来越少,最终很可能会成为一个没有大气层的星球。
在太阳系宜居带中,土卫六表面的温度要比在土星附近高得多,即便它像地球和火星这样处于自转状态,它的赤道附近温度也会有二三十摄氏度的高温,这样的话,它表面的甲烷等海洋也将会很快挥发掉。
那么在这之后,土卫六会变成一个火星那样的沙漠星球吗?还不会!因为土卫六还是一颗富水星球,它来到宜居带中之后,水冰会融化成水,而表面的大气层被吹拂掉之后,这些水和水冰都会变成水蒸气继续挥发,并从土卫六上逃逸出来,当这些水都逃逸掉之后,土卫六的质量将会小很多,因为土卫六上面含有大量的水,比我们地球上的水还要多很多。
所以这样一来,土卫6还是会成为一个干旱的沙漠星球,本身质量也会缩小很多,因为它的大气层,表面的甲烷液体海洋和水等都会消失,不过这个消失的过程会很漫长。