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暗能量光谱仪项目获准:5000机器人绘制宇宙3D地图

2016-8-17 环球解密

“暗能量光谱仪”项目将建造5000个微型机器人探测来自宇宙中星系、恒星和类星体的光线,并最终打印出一幅巨型宇宙3D地图,从而帮助科学家了解暗能量在宇宙膨胀中的机制和作用,更好地认识大约110亿年前的宇宙。

“暗能量光谱仪”数千个组件之一,这些组件上将配备5000个微型机器人(如右下图)。这些圆筒形的微型机器人能够将光缆精准地指向特定目标采集来自目标的光线。

北京时间8月19日消息,据国外媒体报道,美国“暗能量光谱仪”项目近日获得美国能源部的批准,该项目将建造5000个微型机器人探测来自宇宙中星系、恒星和类星体的光线,并最终打印出一幅巨型宇宙3D地图,从而帮助科学家了解暗能量在宇宙膨胀中的机制和作用,更好地认识大约110亿年前的宇宙。

这5000个圆筒形的微型机器人约一指宽,10英寸(约合25.4厘米)长,它们是美国“暗能量光谱仪”项目的一部分。据美国伯克利实验室介绍,“暗能量光谱仪”项目已经获得美国能源部的批准,他们将在亚利桑那州基特峰国家天文台建造一台14米的梅奥尔望远镜,该望远镜将于2019年1月开始实施观测。

“暗能量光谱仪”项目发言人、美国斯坦福大学SLAC国家加速器实验室科学家里萨-韦克斯勒表示,“‘暗能量光谱仪’项目将要绘制的3D宇宙地图所采用的红移数据比现有的数据要多得多。这不仅仅有助于我们探测宇宙的物理现象,更将有助于探索暗能量的本质属性。”

据美国伯克利实验室介绍,“暗能量光谱仪”项目已经获得美国能源部的批准,他们将在亚利桑那州基特峰国家天文台建造一台14米的梅奥尔望远镜,该望远镜将于2019年1月开始实施观测。

“暗能量光谱仪原型”。这种技术将有助于对可见物质及其聚集组合模式进行更为细致的观测,并对宇宙的膨胀速度进行精确的测量。

这些圆筒形的微型机器人能够将光缆精准地指向特定目标采集来自目标的光线。“暗能量光谱仪”研究团队还将建设一组10台光纤光谱摄像仪,用于测量光线来源的波长。研究人员表示,这些数据将能够揭示星系、恒星和类星体的各种属性,也将有助于科学家理解星系、恒星和类星体是如何远离地球的,更重要的是,科学家可以通过这些数据掌握暗能量在宇宙扩张中的机制和作用。

暗能量一词被物理学家用来描述宇宙中的一种神秘事物,这种神秘事物导致了宇宙中一些奇异现象。英国萨塞克斯大学科学家、暗能量探测与研究专家凯西-罗梅尔介绍说,“宇宙不仅仅仍在不断膨胀,而且膨胀的速度越来越快。”

“暗能量光谱仪”项目为期五年。“暗能量光谱仪”微型机器人阵列每小时将分别在不同组的天体之间流动多次。这种技术将有助于对可见物质及其聚集组合模式进行更为细致的观测,并对宇宙的膨胀速度进行精确的测量。“暗能量光谱仪”项目联合发言人、哈佛大学科学家丹尼尔-艾森斯坦表示,“‘暗能量光谱仪’所绘制的宇宙星系地图将能够揭示宇宙大爆炸后最初40万年间压力与引力相互作用的结果。我们将利用这些微妙的迹象来研究宇宙膨胀的历史。”

暗能量光谱仪部件位置示意图。

“暗能量光谱仪”部件位置示意图。

现在,“暗能量光谱仪”项目获得正式批准,项目组300多位科学家即将进入实质性研究阶段。望远镜上还包括6块巨型镜头,总投资约600万美元。为了提升透明度,这些镜头还需要抗反射增透膜。这一部分的投资仍在等待批准。项目组软件工程师们已经为此项目做好准备。他们将利用伯克利实验室国家能源研究科学计算机中心的超级计算机来模拟“暗能量光谱仪”所采集到的数据。

此外还有三种巡天设备已经就位,目前正在采集遥远星系的图片,这些星系也将添加到“暗能量光谱仪”的目标名单中去。“暗能量光谱仪”项目成像技术科学家达斯廷-朗表示,“我认为,成像观测可用于绘制2D地图,而‘暗能量光谱仪’的数据则被添加成第三维。这关键的第三维可以帮助我们测量星系在历史上是如何聚合在一起的。”

目前,项目组正在进行原型研究,即“暗能量光谱仪原型”。“暗能量光谱仪原型”只包括4个微型机器人,用于检测光纤定位系统和相机性能。在最初的测试阶段,“暗能量光谱仪原型”的微型机器人相互之间被放置的距离很远,以避免它们之间相互意外碰撞。

费米实验室科学家、“暗能量光谱仪”项目合作人布伦娜-弗洛赫表示,“对于天体粒子物理学家来说,这是一个伟大的时刻。像‘暗能量光谱仪’这样的新设备所提供的探测数据将有助于我们更深入地理解宇宙的构成。”

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