DESI 对跨越110亿年的近600万个星系的分析提供了令人信服的证据，证明宇宙聚类遵循爱因斯坦的广义相对论。这些发现证实了宇宙的主要模型，并完善了对其他理论的限制，提供了对暗能量和引力的前所未有的洞察力。

位于亚利桑那州山顶的暗能量光谱仪（DESI）利用其第一年的数据，绘制了宇宙历史上大部分宇宙结构的成长图。 这项分析对引力如何在最大尺度上运行进行了最精确的测试。

这些发现证实了当前最主要的宇宙模型，同时缩小了旨在解释宇宙加速膨胀的其他修正引力理论的范围。

DESI是由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）管理的一个全球性合作项目，共有来自70多个机构的900多名研究人员参与。

DESI包含5000只光纤"眼睛"，每只"眼睛"可以在20分钟内收集一个星系的光线。 英国伦敦大学物理与天文学学院的彼得-多尔（Peter Doel）教授和大卫-布鲁克斯（David Brooks）教授帮助设计、组装和建造了DESI的光学校正器--六个透镜，最大的直径达1.1米，将光线聚焦到"眼睛"上。 光学校正器的建造得到了 STFC 的支持。 (UCL的另外四名员工及其早期职业助手，以及英国其他六所大学的科学家也参与了DESI的工作）。

DESI全部安装完毕的焦平面视图，焦平面上有5000个自动机器人定位器，每个定位器上都有一根光纤电缆，用于收集星系的光线。 资料来源：DESI 合作组织

仅用一年的数据，DESI就对宇宙结构的增长进行了最精确的全面测量，超过了以往耗时数十年的测量工作。

DESI的合作者、执行委员会成员Ofer Lahav教授（UCL物理与天文学）说："DESI星系在巨大宇宙学尺度上的聚类现象有力地验证了爱因斯坦的万有引力理论，并告诉我们暗物质和暗能量的情况。 值得注意的是，星系集群还为被称为中微子的微小粒子的未知质量设定了上限，因为它们的存在会影响结构的增长。"

亚利桑那州图森附近基特峰国家天文台尼古拉斯-U-马约尔 4 米望远镜上的星轨。 资料来源：KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld

先前的中微子实验发现，三种中微子的质量之和至少应为0.059 eV/c2。 (作为比较，电子的质量约为511000 eV/c2）。 DESI的结果表明，总和应该小于0.071 eV/c2，为中微子质量留下了一个狭窄的窗口。

法国国家科学研究中心（CNRS）核与高能物理实验室（LPNHE）的宇宙学家 Pauline Zarrouk 博士是这项新分析的共同负责人："广义相对论已经在太阳系的尺度上得到了很好的验证，但我们还需要验证我们的假设是否在更大的尺度上有效。 研究星系形成的速度可以让我们直接检验我们的理论，到目前为止，我们的理论与广义相对论在宇宙学尺度上的预测是一致的。"

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 Nicholas U. Mayall 4 米望远镜上，该天文台是美国国家科学基金会 NOIRLab 的一个项目。 资料来源：KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/P. 马伦菲尔德

包括伦敦大学洛杉矶分校（UCL）共同作者在内的合作者在发布到在线资料库 arXiv 的几篇论文中分享了这一成果。 这项复杂的分析使用了近600万个星系和类星体，让研究人员可以看到长达110亿年的过去。

新结果对DESI第一年的数据进行了扩展分析，今年4月，DESI绘制了迄今为止最大的宇宙三维地图，并揭示了暗能量可能随时间演变的蛛丝马迹。 四月份的结果研究了星系集群的一个特殊特征，即重子声振荡（BAO）。 新的分析被称为"全形分析"，它扩大了分析范围，从数据中提取更多信息，测量星系和物质如何在整个空间的不同尺度上分布。 这项研究需要数月的额外工作和交叉检查。 与之前的研究一样，这项研究使用了一种技术，直到最后才向科学家们公布结果，以减少任何无意识的偏见。

密歇根大学的德拉甘-胡特尔（Dragan Huterer）教授是解释宇宙学数据的 DESI 小组的共同负责人："我们的 BAO 结果和全形状分析都非常精彩。 这是DESI首次研究宇宙结构的增长。 我们展示了探测修正引力和改进暗能量模型约束的巨大新能力。 而这仅仅是冰山一角。"

DESI的设计和运行得到了美国能源部（DOE）科学办公室的资助。 该仪器安装在亚利桑那州基特峰国家天文台的尼古拉斯-U-马约尔4米望远镜上，是美国国家科学基金会（NSF）NOIRLab计划的一部分。 DESI是一项为期五年的巡天计划的第四年，其目标是在项目结束前绘制出约4000万个星系和类星体的地图。

该合作项目目前正在分析前三年的观测数据，预计将于2025年春季发布对暗能量和宇宙膨胀历史的最新测量结果。 今天公布的最新结果与之前的发现一致，表明暗能量在不断演化，这让人们对即将进行的分析更加期待。

DESI得到了能源部科学办公室和能源部科学办公室用户设施国家能源研究科学计算中心（NERSC）的资助。 在英国，科技设施委员会（STFC）也提供了额外支持。

联合国可持续发展教育十年（DESI）合作项目非常荣幸能够在基特峰（I'oligam Du'ag）开展研究，基特峰对托霍诺奥德海姆民族（Tohono O'odham）具有深远的文化意义。

编译自/ScitechDaily