宇宙加速膨胀说明了什么（宇宙膨胀速度加快）

20世纪20年代，美国天文学家哈勃首先发现我们的宇宙不是静止的，而是膨胀的。根据已经得到高精度验证的广义相对论，当时宇宙中已知的东西只会导致膨胀变慢。直到1998年，科学家通过天文观测发现，我们的宇宙现在正在加速膨胀。这说明宇宙中存在未知的物质，这些物质被称为暗能量。在进一步的研究中，科学家还发现暗能量大约是在90亿年前，它来自https://en.wikipedia.org/wiki/quasar.的维基

最新的天文观测表明，宇宙正在令人难以置信地加速膨胀。自1998年发现宇宙加速膨胀的现象(该发现获得了2011年诺贝尔物理学奖)以来，探索这一奇怪现象的根源一直是全世界物理学家和天文学家最重要的研究课题之一。

根据最新研究，宇宙中大约只有4%的普通物质和23%的暗物质，其余73%的能量成分由神秘的暗能量提供。虽然暗能量的本质还没有被揭示，但天文学证据表明，暗能量充满了宇宙，除了引力之外，暗能量与其他物质之间没有已知的相互作用。暗能量密度极低(约10-27kg/m3)，却是宇宙加速膨胀的原动力！(这里指的是广义的暗能量，既包括带负压的能量分量，也包括宇宙尺度上修正的引力效应。)

暗能量就像是宇宙深处的一个幽灵(几种典型的暗能量模型的名字是精华、幽灵、精灵等。)，看不见摸不着，却影响甚至决定着宇宙的演化和命运。它可以改变时空的几何性质，主导宇宙中星系的分布和演化。

大星系巡天是研究暗能量的利器，可以通过进行大规模& ldquo人口普查& rdquo然后分析星系的三维分布特征，重建宇宙的膨胀历史和宇宙大尺度结构的增长率，进而探测暗能量的性质。

目前世界上最大的星系巡天是斯隆IV & ldquo膨胀重子声波振荡巡天& rdquo(eBOSS2014-2020)。该项目依靠美国新墨西哥州的2.5米光学望远镜，观测距离地球数十亿至数百亿光年的各类恒星样本。通过分析这些样本的三维分布，我们可以提取出与暗能量本质密切相关的两个核心信息:重子声振荡(BAO)和红移畸变(RSD)信号。

美国新墨西哥的SDSS 2.5望远镜。

重子声振荡(BAO)是衡量宇宙几何的尺子，通过测量星系的团簇可以得到宇宙的膨胀历史。是早期宇宙中光子与重子物质相互作用形成的独特的天体三维团簇模型。红移畸变(RSD)是另一种特殊的天体三维聚类模型，可以度量宇宙中物质密度扰动的增长率。它是在局部重力作用下，天体运动产生的一种明显的各向异性。在暗能量的研究中，包和RSD是相辅相成的。根据这些BAO和RSD数据，我们可以通过& ldquo成长& rdquo历史，了解暗能量的本质。

2017年，eBOSS国际合作团队利用遥远的类星体，即超大质量黑洞，成功测量到重子声振荡信号。近日，eBOSS国际合作组宣布首次利用类星体成功测量宇宙的层析红移畸变信号(赵等，2018；arXiv:https://arXiv . org/ABS/1801.03043)。科学家用一种新方法在宇宙演化的几个关键时期同时测量BAO和RSD信号。

这实际上是宇宙的CT扫描。这次成功的尝试获得了关于宇宙演化历史的珍贵信息。基于这个测量，eBOSS合作组宣布暗能量存在的置信度达到了7.4个标准差！也就是说，观测到的暗能量信号是其统计误差的7.4倍，而按照物理学的标准，通常一个信号有五个标准差就可以认为是& ldquo发现& rdquo介绍新的物理现象。因此，这一成果是暗能量存在的有力观测证据。这也是基于星系巡天的暗能量最高精度观测极限。

未来5-10年，eBOSS合作组和未来的大型星系巡天项目，如DESI和PFS，将以更高的精度在更深的地方对宇宙进行全方位ct扫描，精确测量暗能量状态方程等关键宇宙学参数，揭示宇宙加速膨胀的奥秘。