有史以来最重要的暗能量探测项目可能要被取消了

作者: 王爽

来源: 果壳

发布日期: 2018-03-04

有史以来最重要的暗能量探测项目WFIRST可能被取消,该项目寄托了宇宙学家20年的心血和期待。WFIRST的取消将对暗能量研究产生重大影响,因为它是唯一能够全面观测暗能量的望远镜。

有史以来最重要的暗能量探测项目很可能要被取消了。这个恐怕已经命不久矣的项目叫做宽视场红外巡天望远镜(Wide Field Infrared Survey Telescope),简称WFIRST。虽然直到两年前WFIRST才在美国宇航局正式立项,但这台命途多舛的望远镜身上,寄托着宇宙学家们20年的心血和期待。

1998年,两个美国的研究组通过分析超新星数据,各自独立地发现了宇宙在加速膨胀。这是继埃德温·哈勃于1929年发现宇宙膨胀以来最重大的宇宙学发现,它也让三位科学家获得了2011年的诺贝尔物理学奖。这个发现意味着我们的宇宙很可能由一种非常神秘的成分主宰,那就是所谓的暗能量。

暗能量有一个最关键的物理量,那就是它的状态方程w。w的大小将决定宇宙的最终命运。

如果在未来,w的值变得小于-1,宇宙就会遇到一个被称为“大撕裂”的末日,到时宇宙中所有的结构,无论是银河系、太阳系、地球,还是我们本身,都会从内部被幻影暗能量撕碎,就连原子都不能幸免;反之,如果w的值永远都大于等于-1,宇宙就会一直膨胀下去。所以,只有弄清楚暗能量的本质,我们才能知道宇宙的最终命运,进而回答“我们将往何处去?”的终极问题。

进入21世纪以后,天文学家又通过其他观测技术进一步确认了暗能量的存在。但是当前的暗能量观测面临着一个很大的问题:不同的暗能量观测是用不同的望远镜完成的。这种状况有点像盲人摸象:一个望远镜只能完成一种暗能量观测,而一种暗能量观测又只能触碰到暗能量的一个局部;很明显,这样我们就无法看到暗能量的全貌了。

所以早在21世纪初,一些宇宙学家就提出要建造一个专门用于研究暗能量的望远镜,能够完成所有的暗能量观测。这样一来,我们就能同时看到暗能量的多个局部,进而拼凑出暗能量的全貌。这些人的努力最后汇聚成了一个项目,那就是WFIRST的前身——联合暗能量任务(Joint Dark Energy Mission,简称JDEM)。

2010年,美国科学院成立了一个十年调查委员会,对未来10年所要支持的天文观测项目做了一个排序。这之中JDEM受到了极高的评价,但同时他们认为JDEM的造价太高。所以,就把JDEM和另一个探测太阳系外行星的项目拼在了一起,形成了一个全新的项目。这就是WFIRST的由来。

2018年2月,美国联邦政府新一年的预算报告公布了。这份报告里明确提出要取消对WFIRST的财政资助。这样一来,无数宇宙学家20年的心血恐怕就将付之东流。按照正常的流程,政府预算报告还需要得到议会两院的表决通过;最迟到今年的6月30日,美国国会就要完成所有拨款方案的立法工作。也就是说,人们还有4个月的时间来挽救WFIRST,尽管希望非常渺茫。

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