宇宙学家的杰作，有史以来最大的数码相机
2025年6月23日，在华盛顿特区的一场发布会上，85岁的Tony Tyson展示了一幅酝酿近三十年的宇宙图像——一千万个星系，在漆黑深邃的背景中静静铺展开来。若想看清细节，你得将这幅图像横跨400台电视屏幕。这只是Rubin天文台的首张宇宙肖像，记录的星系数量还不到未来十年观测目标的千分之五。这台划时代的天文相机，是Tyson一生科研历程的集大成之作。他是加州大学戴维斯分校的宇宙学家，也是Rubin天文台的首席科学家。从1970年代在贝尔实验室偶遇电荷耦合元件(CCD)那一刻起，他便决心用它揭开宇宙的隐秘面貌。这种传感器能将微弱的光信号转化为电信号，是探测遥远星体的利器。正是借助CCD技术，Tyson绘制出第一张暗物质分布图，那是一种看不见却影响星系运动的神秘物质。1990年代，他制造的CCD相机还帮助科学家发现了宇宙加速膨胀的现象，也就是“暗能量”的踪迹。尽管这两个占据宇宙95%成分的存在仍然难以捉摸，但Tyson早就意识到，要想真正理解它们，需要一台更强大的眼睛，于是他启动了Rubin天文台的建造计划。如今，这台搭载32亿像素、由189个CCD组成的巨型相机终于就位，开启了名为“时空遗产巡天计划”的使命，预计将记录超过200亿个星系的变化历程。这些图像不仅能绘制出更精确的暗物质演化地图，还能揭示暗能量如何在宇宙的历史中搅动时空的节奏。Rubin天文台坐落于智利的帕穹山，是美国国家科学基金会与能源部联合建造的天文重器。Tyson当初将项目命名为“暗物质望远镜”，却因为具备更多用途而被更名为“大视野巡天望远镜”。直到近年，为纪念暗物质存在的确认者Vera Rubin，它才得到了如今这个名字。这台相机重达一辆SUV，安装在独特设计的三镜式望远镜中央，每30秒拍摄一次星空区域。它能每晚侦测到多达一千万个天体变化事件，如超新星爆发、彗星出现或潜在威胁地球的小行星。每一个数据点，都是一次未知的召唤。通过观测遥远星系被暗物质引力扭曲形成的“引力透镜”现象，科学家可以推演出暗物质的密度和分布。Tyson正是该方法的先驱。而现在，借助成对星系的精确比较，他希望进一步揭示暗能量对宇宙膨胀的动态影响，甚至测试一种“宇宙呼吸”模型：膨胀、减速、再膨胀——宇宙可能拥有比想象中更丰富的节奏。最近，有两个大规模巡天计划DESI和DES提出暗能量可能正在减弱的初步迹象。Tyson认为这些微弱却意义深远的信号，为Rubin的使命提供了更多动力——用超高精度回答这些谜题。当被问及首次看到Rubin拍下的图像时，他不再是科学家，而是一个被宇宙之美击中的孩子。他说，这种色彩与维度的震撼，让人瞬间忘却一切逻辑，只剩下惊叹。无论是科学家还是普通人，看到这些图像时，反应都出奇地一致：“哇！！”Rubin天文台未来需要几年时间才能积累足够深度的数据，但Tyson乐观地预测：到了第五年，我们或许已经能够解答关于暗物质和暗能量的一些核心问题。而这一切，只是从那台沉默庞大的相机，按下快门的那一刻开始。
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