位于美国亚利桑那州一个山顶上的暗能量光谱仪（DESI），近期完成了全新的改装，从而短期内即可从休眠状态恢复过来，马上就要睁开眼睛，投入到为期5年的太空探测任务中来，目的就是寻找和揭示宇宙中暗能量的秘密。 暗能量 美国科学家哈勃在发现天体红移现象之后，证实了遥远星系正在加速离开地球的事实，从而揭示了宇宙膨胀的现象，而且通过精密的观测，提出了哈勃定律，即遥远星系相对于地球的退行速度，与它们和地球的距离成正比。此后，很多科学家通过不同的方法，验证了宇宙膨胀的事实，而且还测算出了膨胀的速率，即哈勃常数，目前最新的数值约为68公里每秒每百万秒差距。 基于哈勃的观测结果，科学家们利用倒推的方法，测算出宇宙的年龄为138亿年，目前宇宙中所有的物质，都来源于138亿年前一个质量无限大、体积无限小的奇点，此后经历了奇点大爆炸和宇宙暴涨阶段，但是随着时间的推移和宇宙整体温度的冷却，宇宙膨胀仍然在持续进行，支撑着宇宙继续膨胀的驱动力到底来源于何方，一直是困扰科学家们的难点问题。 于是，有科学家提出了暗能量的概念，认为宇宙中存在着大量的暗能量，它对物质的作用效果，与万有引力正好相反，对物质普遍具有排斥作用。据科学家们通过观测和应用宇宙模型进行测算，现有宇宙中存在着三个主要组成部分，一个是常规的普通物质，占比只有5左右；第二种是暗物质，占比约为26；剩余的大部分则为暗能量，占比高达69。 科学家们对暗能量的假设，有两个基本特征，一个是不具有任何的质量属性，第二是能提供像电子之间或者不同磁性的粒子之间产生的斥力。但是，由于暗能量的不可观测性，到目前为止，科学家们还不能通过任何的实验和观测方式，来验证应用宇宙模型预测出来的暗能量存在的证据。 暗能量光谱仪 暗能量光谱仪（DESI）是以美国费米实验室为主要力量建造的大型天文观测设备，通过10多年的建设，目前已经竣工，其建造地点位于美国亚利桑那州基特峰天文台，放置在一台直径4米的大型天文望远镜上面。 从结构上看，暗能量光谱仪的核心是5000个独立运行、差不多铅笔大小的机器人所组成，在每个机器人中都有一个光纤眼睛，这些眼睛既能独立运行，又能够相互协作，可以接收来自遥远星系所发出的宇宙信息。 暗能量光谱仪的工作原理，主要是通过收集上千万个遥远星系、以及上百万个类星体所发生的光线，然后利用若干光谱仪进行精确测量，然后科学家们根据测量的结果来绘制出宇宙的3D地图，从而可为揭示宇宙中的暗能量、星系生命周期、连接宇宙中物质的宇宙网络等秘密提供必要的数据和模型支撑。据有关人员介绍，暗能量光谱仪将在未来5年内，观测大约3500万个星系、240万个类星体，从而绘制出非常丰富的三维宇宙地图。 在5年漫长的观测任务开启前，科学家们对改造后的暗能量光谱仪开展了4个月的试运行，在试运行期间，共接收到了来自400万个星系的光线，并且成功绘制出这些星系的光谱图，这4个月试运行的结果，就已经超过了以往科学家们对遥远星系进行光谱调查的总和。工作展望 暗能量光谱仪中5000个机器人，在此后的观测工作中将发挥举足轻重的作用。当来自遥远的星系光芒进入光谱仪后，会分别通过5000条光纤中，这些光纤紧紧捆扎在一起，集中将光信号引导到光谱仪上。仪器中的若干光谱仪就像一个个棱镜，然后将收集到的光线分解为不同颜色的单色光，从而测量出遥远星系中红移的程度，最终推测出宇宙膨胀的速率。 此后，科学家们根据光谱仪测量出的上千万个星系的红移数据，试图来描述宇宙是如何在暗能的作用下发生的扩张。在此过程中，科学家们需要确定遥远星系趋向聚集在一起的一个度量背景值，然后通过星系聚集时间的被拉长，来弄清楚暗能量在此过程中所发挥的作用以及作用效果有多强。随着仪器改造后机器人的加入，使得自动化水平大幅提升，通过暗能量光谱仪，大约2分钟左右即可寻找到一个星系新目标，每个晚上可以拍摄数千张星系的曝光快照。 宇宙在膨胀过程中，那些早期宇宙的某些特征，都以一定的方式残留和印刻在了宇宙微波背景辐射上，而宇宙微波背景辐射在整个宇宙中并不是均匀的，所以随着宇宙的膨胀，这些不均匀的模式仍将持续，而且还会影响着星系和各种宇宙物质现在所处的区域和位置。科学家们正是通过将这种古老的宇宙微波背景模式，与今后绘制出的详细星系图进行对比，然后了解宇宙随时间推移而不断发生膨胀的速率，从而了解到假想中的暗能量在宇宙空间中的数量和作用效果。 人类自从诞生之后，就对头顶上的浩瀚星空产生强烈的好奇心和探索的欲望，相信随着暗能量光谱仪的投入运行，将会为我们展现出之前根本想不到的神秘画卷，这对于我们深入探讨宇宙形成和发展各阶段的相应理论和规律，将发挥着十分重要的作用。
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