科学家绘制世界最大宇宙3D地图：包含120万个星系

图中的每个点都代表了一个星系所处的位置，最远距我们约60亿光年之遥。这张图像覆盖了整个天空约二十分之一的区域，长约60亿光年，高约45亿光年，宽约5亿光年。

这是整张三维地图的一部分。最左侧的矩形区域中约含有12万个星系，占整个受调查空间的十分之一。将这部分区域中的每个点从二维转化为三维之后，整个区域便被扩张到了70亿年。

在这张地图的帮助下，研究人员对暗能量进行了最精确的一次测量活动。正是暗能量这种神秘力量让宇宙不断地加速扩张。

圣安德鲁斯大学的丽塔?特勒里欧博士(Dr Rita Tojeiro)带领各国天文学家，利用SDSS-III(斯隆数据巡天)项目提供的数据，共同绘制了这张地图。

地图囊括的体积为6500亿立方光年，其中最远的星系距离我们超过了60亿光年。

“在过去的十年中，我们开展了目前为止规模最大的一次宇宙探索项目。”特勒里欧博士说道。

“通过测量占据了四分之一夜空的120万个星系所在的位置，我们绘制出了这部分宇宙的三维结构，体积总共为6500亿立方光年。”

科学家已经利用这张地图，对暗能量开展了迄今为止最精确的一次测量行动。

“有了这张地图的帮助，我们得以精确地测量暗能量是如何加速宇宙扩张的。”

物理学家用“暗能量”来描述促使宇宙加速扩张的神秘“力量”。

由于宇宙中仅有5%的部分由原子和亚原子粒子等已知物质构成，人们认为暗物质便是将星系维系在一起的引力“胶水”。

这张地图能够帮助天文学家测量宇宙膨胀的速度，并据此计算出构成今日宇宙的物质和暗能量的数量有多少。

物理学家在研究星系的动态和恒星的运动时，遇上了一个谜题：如果只考虑可见物质的话，这些物质并不足以解释天体的旋转情况。

科学家发现宇宙微波背景中存在温度波动情况，即所谓的各向异性(anisotropies)。目前对宇宙微波背景最为全面的研究由欧洲航天局于2013年利用普朗克空间望远镜开展。一篇新发表的论文中指出，我们已经快要完成对所有各向异性的测绘工作了。

有数百名来自SDSS-III项目的科学家也参与了这张地图的绘制。

虽然他们探索的空间十分广阔，但这其实只占据了整个宇宙微不足道的一小部分而已。

“如果把我们探索的空间换算成一个边长1英里(约合1.6公里)的立方体的话，那么每个星系的可见部分直径其实只有1毫米。”特勒里欧博士说道。

“我们在分析这张地图时所遇到的挑战，相当于在一个1立方英里的空间内，测量每两个星系之间的距离，而这些星系之间都隔了100码(约合91米)远。”

普特茅斯大学的弗洛里安?博伊特勒博士(Dr Florian Beutler)是本周发表的两篇论文的第一作者，他指出：“如果暗能量一直在推动宇宙扩张的话，我们的地图显示，扩张速度其实增加得非常慢：在过去的70亿年中，速度变化不超过20%。”

地图还显示，在引力的作用下，星系都不约而同地朝着宇宙中物质更多的区域移动。

科学家对暗物质和暗能量的了解大多来自于宇宙大爆炸残余物发出的辐射，即所谓的宇宙微波背景(cosmic microwave background，简称CMB)。

按照大爆炸宇宙论，宇宙微波背景指的是宇宙大爆炸所残留下的热辐射。

此前人们认为，暗能量对50亿年前开始的宇宙扩张产生了巨大的影响。

但最新研究显示，暗能量的影响早在70亿年前就已经存在了，比此前估计的早了20亿年。

“我们发现，宇宙大爆炸40万年之后的宇宙微波背景和700万至1200万年后的星系团这两者的声波印记之间存在明显的联系。”

“直到今天，我们依然能观察到宇宙大爆炸残留下来的物理效应，这是对宇宙学的绝佳犒赏。”

广义相对论提出的预测可以很好地解释科学家观测到的暗物质数量。

这也为下述观点提供了支持：即宇宙扩张速度的增加是由暗物质等大宇宙尺度现象导致的，而非我们提出的引力理论。