(English below)

Năng lượng tối và lực hấp dẫn
“Dụng cụ Quang phổ Năng lượng Tối (DESI) là thế hệ công cụ đầy tham vọng nhất nhằm mục đích hiểu rõ hơn về vũ trụ, đặc biệt là thành phần năng lượng tối của nó,” đồng phát ngôn viên dự án Nathalie Palanque-Delabrouille, nhà vũ trụ học tại Ủy ban Năng lượng Nguyên tử và Năng lượng Thay thế (CEA) của Pháp cho biết . Cô cho biết chương trình khoa học - bao gồm cả mối quan tâm của riêng cô đối với các chuẩn tinh - sẽ cho phép các nhà nghiên cứu giải quyết chính xác hai câu hỏi chính: năng lượng tối là gì và lực hấp dẫn tuân theo định luật tương đối rộng ở mức độ nào, tạo cơ sở cho sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ.

Sự bắt đầu chính thức của cuộc khảo sát kéo dài 5 năm của DESI sau quá trình chạy thử 4 tháng đối với thiết bị đo đạc tùy chỉnh của nó đã thu được bốn triệu phổ - nhiều hơn kết quả tổng hợp của tất cả các cuộc khảo sát quang phổ trước đó.

Đĩa của Thiên hà Tiên nữ (M31), trải dài hơn 3 độ trên bầu trời, được nhắm mục tiêu bởi một trỏ DESI duy nhất, được thể hiện bằng lớp phủ hình tròn lớn. Các vòng tròn nhỏ hơn trong lớp phủ này đại diện cho các vùng có thể truy cập được đối với mỗi bộ định vị sợi quang robot DESI. Trong mẫu này, 5000 quang phổ được DESI thu thập đồng thời không chỉ bao gồm các ngôi sao trong Thiên hà Tiên nữ, mà còn cả các thiên hà và chuẩn tinh ở xa. Phổ DESI ví dụ phủ lên hình ảnh này là một chuẩn tinh ở xa 11 tỷ năm tuổi.

150.000 đối tượng mỗi đêm
Công cụ này bao gồm quang học mới giúp tăng trường nhìn của kính thiên văn và cũng bao gồm 5000 sợi quang học được điều khiển bằng robot để thu thập dữ liệu quang phổ từ một số lượng bằng nhau của các đối tượng trong trường nhìn của kính thiên văn.

Trên thực tế, kính thiên văn “theo nghĩa đen đang chỉ vào đồng thời 5.000 thiên hà khác nhau,” Schlegel nói. Ông giải thích vào bất kỳ đêm nào đã định, khi kính thiên văn được di chuyển đến vị trí mục tiêu, các sợi quang học sắp xếp để thu thập ánh sáng từ các thiên hà khi nó bị phản xạ khỏi gương kính thiên văn. Từ đó, ánh sáng được đưa vào một ngân hàng máy quang phổ và máy ảnh CCD để xử lý và nghiên cứu thêm.

“Đó thực sự là một nhà máy mà chúng tôi có - một nhà máy quang phổ”, trưởng nhóm xác nhận cuộc khảo sát, Christophe Yeche, cũng là một nhà vũ trụ học tại CEA, cho biết. “Chúng tôi có thể thu thập 5000 quang phổ sau mỗi 20 phút. Trong một đêm đẹp trời, chúng tôi thu thập quang phổ từ khoảng 150.000 vật thể ”.

Klaus Honscheid, giáo sư vật lý tại Đại học bang Ohio, người đã chỉ đạo thiết kế điều khiển và giám sát thiết bị DESI, cho biết: “Nhưng không chỉ phần cứng thiết bị đưa chúng tôi đến thời điểm này - đó còn là phần mềm thiết bị, hệ thống thần kinh trung ương của DESI. các hệ thống. Anh ấy ghi nhận điểm số của những người trong nhóm của mình và trên khắp thế giới, những người đã chế tạo và thử nghiệm hàng nghìn bộ phận cấu thành của DESI, hầu hết trong số đó là duy nhất cho nhạc cụ.

Sự phân bố của các thiên hà
Khi vũ trụ giãn nở, các thiên hà di chuyển ra xa nhau, và ánh sáng của chúng được chuyển sang các bước sóng dài hơn, đỏ hơn. Thiên hà càng xa, dịch chuyển đỏ của nó càng lớn. Bằng cách đo độ dịch chuyển đỏ của thiên hà, các nhà nghiên cứu của DESI sẽ tạo ra một bản đồ 3D của vũ trụ. Sự phân bố chi tiết của các thiên hà trong bản đồ được kỳ vọng sẽ mang lại những hiểu biết mới về ảnh hưởng và bản chất của năng lượng tối.

“Năng lượng tối là một trong những động lực khoa học chính cho DESI”, đồng phát ngôn viên của dự án Kyle Dawson, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học Utah, cho biết. “Mục tiêu không phải là tìm hiểu xem có bao nhiêu - chúng ta biết rằng khoảng 70% năng lượng trong vũ trụ ngày nay là năng lượng tối - mà là để nghiên cứu các đặc tính của nó”.

Vũ trụ đang giãn nở với tốc độ được xác định bởi tổng hàm lượng năng lượng của nó, Dawson giải thích. Khi công cụ DESI nhìn ra ngoài không gian và thời gian, “thực sự chúng ta có thể chụp nhanh ngày hôm nay, hôm qua, 1 tỷ năm trước, 2 tỷ năm trước - càng xa càng tốt,” ông nói. “Sau đó, chúng tôi có thể tìm ra hàm lượng năng lượng trong những bức ảnh chụp nhanh này và xem nó đang phát triển như thế nào.”

------

DESI instrument explores dark energy of the Universe

Dark energy and gravity

“DESI is the most ambitious of a new generation of instruments aimed at better understanding the cosmos, in particular its dark energy component,” said project co-spokesperson Nathalie Palanque-Delabrouille, a cosmologist at France’s Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA). She said the scientific program — including her own interest in quasars — will allow researchers to address with precision two primary questions: what is dark energy, and to what degree does gravity follow the laws of general relativity, which form the basis of our understanding of the cosmos.

“It's been a long journey from the first steps that we took almost a decade ago to design the survey, then to decide which targets to observe, and now to have the instruments so that we can achieve those science goals,” Palanque-Delabrouille said. “It's very exciting to see where we stand today.”

The formal start of DESI’s five-year survey follows a four-month trial run of its custom instrumentation that captured four million spectra – more than the combined output of all previous spectroscopic surveys.

“It is extremely gratifying to see this incredible and innovative instrument perform so well at this critical point in the project,” said Parker Fagrelius, DESI operations supervisor at NOIRLab. “I am very excited to see what the DESI Survey can uncover about dark energy, but also what new and interesting phenomena we will discover along the way that we didn’t even know to look for!”

The disk of the Andromeda Galaxy (M31), which spans more than 3 degrees across the sky, is targeted by a single DESI pointing, represented by the large circular overlay. The smaller circles within this overlay represent the regions accessible to each of the 5000 DESI robotic fiber positioners. In this sample, the 5000 spectra that were simultaneously collected by DESI include not only stars within the Andromeda Galaxy, but also distant galaxies and quasars. The example DESI spectrum that overlays this image is of a distant quasar that is 11 billion years old. 

150,000 objects per night

The instrument includes new optics that increase the field of view of the telescope and also includes 5000 robotically controlled optical fibres to gather spectroscopic data from an equal number of objects in the telescope’s field of view. 

“We’re not using the biggest telescopes,” said David Schlegel, who is the DESI project scientist. “It’s that the instruments are better and very highly multiplexed, meaning that we can capture the light from many different objects at once.”

In fact, the telescope “is literally pointing at 5,000 different galaxies simultaneously,” Schlegel said. On any given night, he explained, as the telescope is moved into a target position, the optical fibres align to collect light from galaxies as it is reflected off the telescope mirror. From there, the light is fed into a bank of spectrographs and CCD cameras for further processing and study.

“It’s really a factory that we have – a spectra factory,” said survey validation lead, Christophe Yeche, who is also a cosmologist at CEA. “We can collect 5000 spectra every 20 minutes. In a good night, we collect spectra from some 150,000 objects.”

“But it’s not just the instrument hardware that got us to this point – it’s also the instrument software, DESI’s central nervous system,” said Klaus Honscheid, a professor of physics at Ohio State University who directed the design of the DESI instrument control and monitoring systems. He credits scores of people in his group and around the world who have built and tested thousands of DESI’s component parts, most of which are unique to the instrument.

Distribution of galaxies

As the universe expands, galaxies move away from each other, and their light is shifted to longer, redder wavelengths. The more distant the galaxy, the greater its redshift. By measuring galaxy redshifts, DESI researchers will create a 3D map of the universe. The detailed distribution of galaxies in the map is expected to yield new insights into the influence and nature of dark energy. 

“Dark energy is one of the key science drivers for DESI,” said project co-spokesperson Kyle Dawson, a professor of physics and astronomy at the University of Utah. “The goal is not so much to find out how much there is — we know that about 70% of the energy in the universe today is dark energy — but to study its properties.”

The universe is expanding at a rate determined by its total energy content, Dawson explained. As the DESI instrument looks out in space and time, “we can literally take snapshots today, yesterday, 1 billion years ago, 2 billion years ago – as far back in time as possible,” he said. “We can then figure out the energy content in these snapshots and see how it is evolving.”

Geolink tổng hợp từ Gim-international.