全球100多位天文學家共同參與的「史隆數位巡天」計畫，經歷數十年收集數據與觀測，構建了有史以來最大規模的3D宇宙地圖，解密138億年漫長的宇宙歷史究竟發生過什麼事。這堪稱是近年宇宙學最重大的進展，科學家19日一併公開了宇宙地圖，以及與其相關的23篇學術論文，當中顯示逾400萬個星系與明亮類星體的詳細測量結果，包含規模與發出訊號。
加拿大安大略滑鐵盧大學（University of Waterloo）學者柏希瓦爾（Will Percival）表示：「這些研究使我們能夠將所有測量結果聯繫起來，形成宇宙膨脹的完整故事。」
The largest 3D map of the universe ever created was released today by a collaboration of 100+ scientists worldwide led by @UUtah’s Kyle Dawson @sdssurveys. The analysis of two million+ galaxies & quasars filled in 11 billion years of our universe’s history. Video credit: @EPFL_en pic.twitter.com/S34L5jWvYv
— Univ of Utah News (@UofUNews) July 20, 2020
導致宇宙不斷膨脹的暗能量
美國政府支持的史隆數位巡天計劃（Sloan Digital Sky Survey，SDSS）於20多年前啟動，全球三十多個天文機構的100多位天文學家都有參與。3D宇宙地圖屬於該計畫的子項目「eBOSS」（Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey，延展重子震盪光譜調查），eBOSS結合了SDSS先前的成果，找到更多隱藏在黑暗宇宙裡的類星體和暗星系，充實科學家對宇宙演化的理解。
宇宙迄今一直不斷擴張，過去科學家一直無法確定其膨脹的速度，而這份最新公開的3D地圖其中一項突破即是，解釋了宇宙在每個時間段的膨脹程度。參與該計畫的俄亥俄州立大學天體物理學家羅斯（Ashley Ross）指出：「我們想知道導致宇宙膨脹的神秘事物──暗能量──是如何隨時間拓展的。」
宇宙急速膨脹也是科學家的未解之謎，想像一道煙火在天空中綻放，煙花一下子迅速爆開後，散開速度理應會減緩。而這份地圖卻發現，宇宙大爆炸之後，往外擴散速度逐漸變慢的宇宙物質，在60億年前又開始急速膨脹。此外地圖還揭示了宇宙形成初期的組成物質，該物質是「從宇宙只有30萬年歷史時就存在的，也是形成宇宙結構的基礎」，還有宇宙大框架「纖維狀結構」之間的空洞（Void）。
研究小組指出，暗能量是宇宙中一種看不見的神祕成分，它導致宇宙大約在60億年前開始加速膨脹，自那時起，宇宙就擴展得「越來越快」。聲明表示，關於暗能量究竟是什麼，仍有許多懸而未決的問題，這些難題將留給未來的研究項目和研究人員，因為目前關於暗能量的假設與科學家對粒子物理學的理解相違背。
填補110億年的空白
科學家估計宇宙大約有138億年歷史，而該地圖解密了宇宙大爆炸約30億年後到近代的擴展歷史，科學家先前未能深入探索，這110億年間（約占宇宙史80％）宇宙是如何膨脹的。
美國猶他大學（University of Utah）宇宙學家道森（Kyle Dawson）19日領導SDSS團隊公開這張3D地圖，他在一份聲明中表示，這份地圖填補了過去未知的空白。他說：「我們都非常了解宇宙古代歷史及其最近的擴張歷史，但關於其中110億年的時間發生了什麼事，仍存在難解的鴻溝。5年來，我們一直在努力填補這個空白，利用這些信息來產出宇宙學過去10年來最重要的進展。」
研究人員在聲明中說，SDSS「完成繪製宇宙地圖的任務距離完成還有很遠」，「SDSS團隊正忙於構建硬體設備以啟動下個新階段（繪製星體和黑洞的地圖），並期待著未來20年的新發現。」
