5000个铅笔尺寸的机器人如何解决宇宙的奥秘 5000个铅笔尺寸的机器人将紧贴在10个

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5000个铅笔尺寸的机器人将紧贴在10个楔形花瓣内。在这里，其中一个楔子里装满了500个机器人，每个机器人都将独立旋转以收集已知空间物体组（包括遥远的星系）的光。

一个45岁的望远镜将获得高科技升级，使其能够寻找天文学中最令人困惑的问题的答案，包括暗能量的存在，一种假想的无形力量，可能会推动宇宙。

亚利桑那州的Nicholas U. Mayall望远镜本周早些时候关闭，准备安装9吨重的设备，该设备将配备5000个以铅笔大小为目标的遥控星系的光纤传感器。

每隔20分钟，旋转的机器人将重新定位，以允许称为暗能量分光仪（DESI）的仪器捕捉新的天空部分。然后，称为光谱仪的十个极其强大的仪器将分析传感器捕获的远处物体的光线，并创建迄今为止描述的宇宙中最大和最详细的3D地图。

“我们从2010年开始为该仪器进行概念设计，”在加利福尼亚大学劳伦斯伯克利实验室工作的DESI项目工程师Joseph Silber 在一份声明中说。“它基于在重子振荡光谱测量（BOSS）仪器上进行的科学研究，但它都是通过机器人而不是手动完成的。”

位于新墨西哥州阿帕奇角天文台的BOSS仪器具有1000根光纤，可探测来自最暗和最遥远星系的光信号。对于DESI，工程师使用的光纤数量是其五倍。BOSS的研究人员必须使用带有小心钻孔的金属板来将光纤引向其目标。对于想要成像的天空的每一部分，工程师都需要创建新的平板并将它们安装到望远镜上。研究人员说，在DESI的情况下，机器人将会尽一切努力，大大提高扫描的速度。

“有5,000个独立机器人，每个机器人驱动一根光纤，”Silber告诉Live Science。“然后，光纤从望远镜下行约50米（约164英尺）到一个单独的房间，安装这些非常大型和灵敏的光谱仪器。”

通过测量来自遥远星系（或任何天体）的光线波长如何变化，研究人员将能够计算出它们有多远，以及星系离开的速度。当一个物体离开我们时，它的光线会移向光谱的红色部分（更长的波长），这就是为什么它被称为红移。

地图的规模和复杂性将有助于科学家们理解整个宇宙演化过程中暗能量和引力是如何相互竞争的。黑暗能量是尚未被证实的力量，它与重力竞争并导致宇宙的加速膨胀。据估计，暗能量占宇宙总能量的68％。

该仪器的灵敏度将使得天文学家能够看到如此遥远的星系，以至于它们的光线在数十亿年内传播到地球。研究人员表示，该仪器通过观察光线达到它需要多长时间，可以让他们回望至110亿年前。

“我们了解这个看不见的宇宙的主要方式之一就是它对星系群的微妙影响，”DESI合作组织发言人哈佛大学的丹尼尔爱森斯坦说。“来自DESI的新地图将为我们的宇宙学研究提供一个精致的新水平。”

在其计划5年的发展，DESI将测量的约30万个星系和类星体的速度-通过轨道材料盘环绕超大质量黑洞，根据Brenna Flaugher，一个DESI项目科学家谁领导的天体物理学部门的费米国家加速器实验室。

她说：“我们一次只能测量5000个星系的速度，而不是每次测量一个。”

该仪器是71个研究机构的合作项目，其数据量将比其前身BOSS多10倍。

“该项目主要是为了产生大量的数据，”能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的DESI主任Michael Levi说。研究人员将在宇宙的计算机模拟中使用这些数据。

Silber和他的团队已经生产出3000台定位机器人，并将它们安装在嵌入仪器焦平面的楔形花瓣中。DESI的六个镜头目前正在伦敦大学学院接受最终治疗，并将于今年春季运往美国，以便可以开始安装组件。

预计DESI将在2019年春季进行首次测量。

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