宇宙学家已经绘制出了迄今为止最大的宇宙结构地图，他们发现它比之前的调查显示的均匀得多。
新的结果是正在进行的暗能量调查（DES）的一部分，它通过测量质量弯曲光线的方式来绘制物质分布，这种效应称为引力透镜。宇宙在早期极其平滑，大约140亿年前物质均匀分布，但从那时起，质量一直在聚集在一起形成星系、气体云和其他结构。DES团队于8月3日发布的数据表明，聚集发生的速度比早期估计的要慢，早期估计是基于测量宇宙微波背景（大爆炸的余辉）得出的宇宙婴儿照片。
调查负责人说，两种技术产生的结果之间的差异仍在两组测量的误差范围之内。去年，一项规模较小的引力透镜调查——千度巡天（KiDS）也发现了类似的差异。
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无论如何，结果表明，DES现在已经达到了与微波背景调查（包括欧洲航天局的普朗克卫星的调查）竞争的精度水平，伊利诺伊州巴达维亚费米国家加速器实验室的宇宙学家、调查负责人约书亚·弗里曼说。“我们相信，有了这些结果，我们不再是其他工作的‘穷表亲’，”他说。“我们现在的结果具有可与约束宇宙学相媲美的能力。”
DES是400多名研究人员的合作项目，它使用年轻的弱引力透镜技术，使用位于智利塞罗托洛美洲际天文台的4米布兰科望远镜。根据阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论，质量会扭曲空间，因此星系前景中的大量物质会以使其看起来略微扁平的方式弯曲光线。无论前景质量是由不可见的暗物质还是普通物质构成，情况都是如此。星系通常会因其他原因（包括它们的实际形状和方向）而呈现椭圆形；但是，如果天空的某个区域中的许多星系平均看起来都沿着相同的方向倾斜，那么引力透镜很可能是罪魁祸首。
这项最新研究基于第一年的数据收集，其中DES绘制了南天2600万个星系并测量了它们的表观形状。然后，该团队计算了天空每个部分中的引力透镜量，以重建物质的密度。结果证实了宇宙学的“标准模型”，其中普通物质仅占宇宙含量的4％。但是研究人员发现，暗物质的含量略少（约26％），而普朗克的数据为29％，其余的则由“暗能量”占据，人们认为“暗能量”正在以加速的速度将宇宙推开。
星系和暗物质并非均匀地分布在宇宙中，而是在引力的作用下，聚集成了由星团和丝状结构组成的网状结构，中间有巨大的空隙。DES测得的集中程度比宇宙学标准模型基于普朗克来自原始宇宙的数据所预测的低7％。
如果得到证实，这种差距可能意味着质量聚集的速度低于预期，这可能会揭示新的物理学。例如，它可能指向暗物质和暗能量之间意外的相互作用，或指向新型中微子。
标准宇宙学模型与较新的聚集测量值之间的差异在统计上并不大，仅为一个标准差，尽管去年的KiDS调查发现这两个值相差三个标准差。
DES的结果尚未经过同行评审，于8月3日在费米实验室举行的美国物理学会会议上公布，作者在线发布了10篇论文。
尽管近几十年来宇宙学观测结果一直在趋向于一致的图景，但聚集性的观测并不是唯一困扰研究人员的类型。特别是，天文学家测量到当前的宇宙膨胀速度比基于普朗克数据预测的速度要快。英国剑桥卡弗里宇宙学研究所所长、普朗克和DES合作项目的成员乔治·埃夫斯塔西奥说，DES发现的差异令人担忧，并且可能比与宇宙膨胀有关的差异更令人担忧。
但是，加利福尼亚大学戴维斯分校的弱引力透镜先驱、宇宙学家安东尼·泰森表示，他预计当DES积累更多数据时，其发现将更接近普朗克的结果。“我相信他们在解释中非常谨慎和保守，”他谈到这项调查时说。
总的来说，研究人员很高兴拥有一个额外的工具，可以更详细地探测宇宙。“我对所有这些测量的看法是，它们是对宇宙学模型的惊人测试，而且精度和准确性只会越来越好，”芝加哥大学的天文学家温迪·弗里德曼说。
最新的地图是基于DES于2013年开始的第一轮观测，它覆盖了大约全天空的三十分之一，是该调查于2015年发布的初步地图的三倍大。最终调查计划于2018年完成，将覆盖十分之一的天空；弗里曼说，结果可能会在2020年的某个时候出现。最终，DES的目标是绘制一个足够大的区域，以了解暗能量的影响如何在宇宙的近期历史中演变。
本文经许可转载，并于2017年8月3日首次发表。