斯隆数字天空调查（SDSS）昨天（7月20日）发布了对有史以来最大的宇宙三维地图的全面分析，填补了我们探索宇宙历史的最大空白。
图注：SDSS图以彩色显示，位于可观察的宇宙（外球体，显示宇宙微波背景中的波动）内。 我们位于此地图的中心。地图上每个用颜色编码的部分的插图都包括该部分中典型星系或类星体的图像，以及eBOSS团队在那里测量的模式信号。当我们遥望远方时，我们会时光倒流。因此，这些信号的位置揭示了宇宙在宇宙历史中不同时间的膨胀率。
“我们既了解宇宙的古代历史，也了解最近的膨胀历史，但在110亿年中期仍存在一个令人生畏的鸿沟。”犹他大学的宇宙学家凯尔·道森（Kyle Dawson）说，“五年来，我们一直在努力填补这一空白，并且我们正在利用这些信息来提供过去十年中宇宙学方面最重要的进展。”
新的结果来自扩展的重子振荡光谱调查（eBOSS），这是100多名天体物理学家的国际合作，是SDSS的组成部分调查之一。新结果的核心是对覆盖110亿年宇宙时间的超过200万个星系和类星体的详细测量。
图注：这张图片说明了eBOSS和SDSS地图对我们从最近20年的工作中对当前宇宙膨胀率和曲率的理解产生的影响。灰色区域显示了我们10年前的知识。蓝色区域显示最佳电流测量结果，该测量结果结合了SDSS和其他程序。彩色区域的大小减小表明我们对扩展率的了解已得到提高。红色区域显示了SDSS数据对该改进的贡献。宇宙曲率的测量结果显示在水平轴上。SDSS结果为零，表明该宇宙是平坦的，并且在其他实验的约束条件下得到了显著改善。纵轴表示宇宙的当前膨胀率（哈勃常数）。SDSS和其他测量的哈勃常数测量值与附近星系的测量值不一致，后者在这些单位中发现的值接近74，而SDSS则为68。只有过去十年来从SDSS和其他实验获得的数据，才有可能发现这种差异。
感谢世界各地成千上万的科学家测量了宇宙大爆炸后不久产生的元素的相对量，并且研究了宇宙微波背景，使我们了解宇宙的初期状态。我们还从星系图和距离测量（包括SDSS以前各阶段的距离）中了解了它在过去数十亿年中的膨胀历史。
“综合起来，对eBOSS地图的详细分析和较早的SDSS实验，现已提供了有史以来最广泛的宇宙时间范围内最准确的膨胀历史测量结果。” eBOSS调查科学家滑铁卢大学的威尔·珀西瓦尔（Will Percival）说，“这些研究使我们能够将所有这些测量结果与宇宙膨胀的完整故事联系起来。”
仔细观察地图，可以发现构成宇宙结构的细丝和空隙，始于宇宙只有30万年的历史。研究人员从这张地图上测量了星系分布的模式，这些模式给出了我们宇宙的几个关键参数，其准确度超过了百分之一。这些图案的信号显示在图像的插图中。
这张地图代表了使用斯隆基金会望远镜20多年对宇宙进行测绘的共同努力。在这张地图上揭示的宇宙历史表明，大约在六十亿年前，宇宙的膨胀开始加速，并且此后一直持续增长。这种加速的膨胀似乎是由于宇宙中一个神秘的看不见的成分，称为“暗能量”，与爱因斯坦的相对论通论相一致，但与我们目前对粒子物理学的理解极难调和。
将eBOSS的观察结果与婴儿期的宇宙研究相结合，发现了这张宇宙图中的裂缝。特别是，eBOSS团队对宇宙当前膨胀率（“哈勃常数”）的测量比从到附近星系的距离中发现的值低约10％。 eBOSS数据的高精度意味着这种不匹配很可能不是偶然的，并且eBOSS数据的丰富多样性为我们提供了多种独立的方法得出相同的结论。
牛津大学的伊娃·玛丽亚·穆勒（Eva-Maria Mueller）说：“只有在像我们这样的地图上，您才能真正确定哈勃常数不匹配。”他领导分析来解释整个SDSS样本的结果。 “ eBOSS的这些最新地图比以往任何时候都更清晰地显示了它。”
对于测得的膨胀率的这种差异，没有广泛接受的解释，但是一个令人兴奋的可能性是，来自早期宇宙的一种以前未知的物质或能量形式可能已经在我们的历史上留下了痕迹。
总体而言，eBOSS团队7月21日已公开发表了20多篇科学论文的结果。这些论文在500多页中描述了该团队对最新eBOSS数据的分析，标志着该调查的主要目标已完成。
在eBOSS团队中，世界各地大学的各个小组专注于分析的不同方面。为了制作可追溯到60亿年的宇宙地图部分，研究小组使用了大型红色星系。更远的地方，他们使用了更年轻的蓝色星系。最后，为了绘制一百一十亿年或更久以前的宇宙图，他们使用了类星体，类星体是明亮的星系，被物质掉落到中央超大质量黑洞中照亮。这些样本中的每一个都需要进行仔细的分析，以去除污染物并揭示宇宙的格局。
“通过将SDSS数据与来自宇宙微波背景，超新星和其他程序的其他数据相结合，我们可以同时测量宇宙的许多基本特性，”穆勒说，“ SDSS数据涵盖了大量的宇宙时间，它们为测量宇宙的几何曲率提供了超前数据，可以发现宇宙的几何曲率是平坦的。它们还可以使局部膨胀率的测量结果好于百分之一”。
eBOSS和SDSS更笼罩了暗能量的困扰，以及本地和早期宇宙膨胀率的不匹配，成为未来项目的遗产。 在接下来的十年中，未来的调查可能会解决这个难题，或者也许会发现更多的惊喜。
同时，在阿尔弗雷德·斯隆（Alfred P. Sloan）基金会和机构成员的持续支持下，SDSS的绘制宇宙图任务还遥遥无期。SDSS当前阶段的发言人，哈弗福德学院的凯伦·马斯特斯（Karen Masters）描述了她对下一阶段的兴奋。 “斯隆基金会望远镜及其在拉斯坎帕纳斯天文台的近胎望远镜将继续进行天文发现，绘制成千上万颗恒星和黑洞，它们随着宇宙的时间变化和演化而变化。” SDSS团队正忙于构建硬件以启动此新阶段，并期待着未来20年的新发现。
