研究神秘暗能量的新南极望远镜

南极望远镜。

研究人员今天宣布，作为解开宇宙学最大谜团之一的长期项目的一部分，新的南极望远镜（SPT）成功地收集了第一束光。

SPT的目标是了解神秘暗能量的本质，这是一种渗透在宇宙中的反重力力，正以越来越快的速度将宇宙撕裂。

这架望远镜不能拍摄传统的图像。相反，它将利用南极寒冷干燥的良好观测条件来探测宇宙微波背景辐射。CMB据说是宇宙大爆炸的余晖。

在电磁频谱上，CMB介于热辐射（红外）和无线电波之间。

婴儿世界

CMB基本上是均匀的，但它包含密度和温度变化的微小波纹。这些波纹反映了通过引力生长到今天天文学家可见的星系和星系团中的种子。

WMAP太空望远镜对CMB进行了前所未有的详细成像，帮助确定了137亿年的宇宙年龄。

现在科学家们渴望得到更详细的数据。

SPT将记录CMB的微小变化，以确定暗能量是否在过去几十亿年中通过对抗引力而开始影响星系团的形成。

星系团是由星系组成的，是引力可以维系在一起的最大天体。

芝加哥大学的Stephan Meyer说：“我们的银河系就在其中一个星团中。”“这些星系团实际上是随着时间而变化的。”

CMB允许天文学家拍摄婴儿宇宙的快照，当时它只有40万年的历史。还没有恒星或星系形成。如果暗能量改变了宇宙的膨胀方式，那么在漫长的时间历史中，它将以迫使星系分裂的方式留下“指纹”。不同的原因会在星系团的形成过程中产生不同的模式。

竞争理论

根据一种观点，暗能量是阿尔伯特·爱因斯坦的宇宙学常数：一种在任何时候、任何地方都在运行的稳定的自然力。爱因斯坦在他的广义相对论中引入了宇宙学常数，以适应当时占主导地位的静止宇宙。如果爱因斯坦的想法是正确的，科学家们将发现50亿年前暗能量在宇宙中的影响力远小于今天。

芝加哥大学SPT项目负责人约翰·卡尔斯特罗姆说：“星团在早期宇宙中并不存在。它们需要很长时间才能进化。”

暗能量理论的另一个版本，称为精髓，表明了一种在时间和空间上变化的力量。一些科学家甚至认为根本不存在暗能量，引力只是在巨大的星系间尺度上分解。

为了确定暗能量何时变得重要，SPT将使用一种名为Sunyaev Zeldovich效应的现象，当CMB穿过介入星系团的热气时，这种现象会扭曲CMB。当微波与团簇中的气体相互作用时，一些微波被踢到更高的频率。SPT将测量与频率变化相关的轻微温差，并生成星团中气体的图像。

SPT可以快速扫描大范围的天空。科学家们预计，它将在几年内探测到数千个，甚至数万个星系团。

这台价值1920万美元的望远镜主要由美国国家科学基金会（NSF）资助，加利福尼亚州奥克斯纳德的卡夫利基金会和旧金山的戈登和贝蒂·摩尔基金会也提供了额外的支持。