六年觀測 6.69 億星系，暗能量巡天計畫證實：宇宙加速膨脹符合標準模型
美國阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）於 6 日表示，暗能量巡天計畫（Dark Energy Survey，簡稱 DES）在完成為期六年的觀測分析後，正式公布一系列重大研究成果。該分析不僅進一步縮小了暗能量可能行為的範圍，更強烈支持宇宙的加速膨脹符合標準宇宙學模型。
DES 是一項匯聚全球 7 個國家、35 個機構，超過 400 名天體物理學家共同參與的國際合作計畫。自 2013 年至 2019 年間，研究團隊透過安裝在智利安地斯山脈、高達 5.7 億畫素的暗能量相機（DECam），拍攝了近 30 萬張星空影像。這些珍貴數據記錄下 6.69 億個星系、數千個星系團，以及 3,000 多顆超新星。
關鍵貢獻：從硬體設計到高效能運算
做為這項跨國計畫的重要夥伴，阿貢國家實驗室在軟體開發與硬體工程上皆扮演了核心角色：
資料處理與分析：開發專屬的資料處理軟體，結合高效能運算與複雜的宇宙學建模，協助研究人員精準測量物質如何聚集，以及宇宙結構如何演化。
儀器工程與測試：參與了 DECam 約 20% 的機械工程與設計，包含相機控制系統、快門控制與冷卻系統。此外，研究團隊更利用阿貢的先進光源（APS）設施，對核心影像感測器（CCD）進行詳細的特性測試，確認其均勻性，確保弱重力透鏡等精密觀測所需的極致影像品質。
阿貢物理學家兼 DES 合作成員 Matthew Becker 強調：「若要理解星系與大型結構的形成，必須先理解暗能量。」
結合四大探針與創新「元偵測」技術
本次 DES 的分析結合了四種主要的宇宙學探針：重子聲學振盪、Ia 型超新星、星系團與弱重力透鏡。
其中，阿貢實驗室主導了最具挑戰性的「弱重力透鏡」分析，並共同開發了名為 meta detection（元偵測）的新方法。該技術利用實際巡天資料，模擬在不同剪切訊號下的宇宙樣貌，進而反推真實訊號。這項突破成功降低了長期存在的儀器測量偏差，大幅提升了星系形狀測量的精準度。
研究結果顯示，暗能量目前看起來像是一種穩定不變的力量，即物理學界所稱的「宇宙常數」。同時，宇宙的演化歷史與標準宇宙學模型高度相符：我們的宇宙約由 70% 的暗能量、25% 的暗物質，以及 5% 的普通物質所組成。
▲ 暗能量巡天計畫（DES）科學家用來繪製宇宙物質分布的關聯圖。DES 的分析使用了背景星系（以黃色顯示）的形狀測量結果，以及透鏡星系（以紅色顯示）的位置。
這些豐碩成果正為未來的探索鋪路。DES 團隊的寶貴經驗將應用於智利薇拉·魯賓天文台（Vera C. Rubin Observatory）的「時空遺產巡天」（LSST）計畫。該計畫已於今年 6 月開始全面運作，預計在 10 年內拍攝南半球天空數百萬張影像。未來，阿貢科學家將繼續參與 LSST 的資料分析，並結合超級電腦模擬與理論建模，持續推進人類對暗能量的研究。
（首圖為天兔座局部的 DECam 影像：彩色小點為恆星，模糊天體為 3 億光年外的星系。DES 藉此測量了圖中可見的最微弱星系，圖片來源：Argonne National Laboratory）