1998年，天文学家发现了一个令人惊讶的事实：一些反引力正在加速宇宙的扩张。二十年后，这种“暗能量”仍然是一个谜。但是下个月，亚利桑那州的一架老式望远镜将开始寻找线索，之后用机器人系统进行改造，以绘制前所未有的3500万个星系，以及它们如何在空间和时间上聚集。

跨越大部分可见宇宙的巨大样本将允许暗能量光谱仪器(DESI)寻找可能背叛暗能量本质的聚集模式的波动。到目前为止，在宇宙的大部分历史中，暗能量似乎在各处都具有相同的加速效应。这表明它是与空间结构本身相关的恒定压力 - 一种所谓的宇宙学常数。但是，如果暗能量随着时间的推移变化，它可能需要更奇特的解释，例如额外的力场，有时被称为精华，可能会通过宇宙历史而改变。或者它可能指出需要更广泛地重写广义相对论，阿尔伯特爱因斯坦的引力理论。

“发生了什么?”Ofer Lahav是伦敦大学学院的天文学家，也是英国财团的负责人，他为这个价值7500万美元的项目做出了贡献。“在我死之前，我想知道。”

天文学家最初通过测量遥远星系中超新星的距离来发现宇宙加速度。他们发现这些遥远的信标已经被扫到了比扩张不变时更远的地方。但有些人质疑超新星是否足够可靠地标记距离以探测暗能量的行为，而天文学家已采用新的策略来提高精度。例如，最近在智利使用望远镜完成暗能量调查的天文学家，寻找由物质引起的星系形状的微小扭曲，其分布为空间的拉伸提供线索。

到目前为止，DESI天文学家将使用迄今为止最强大的暗能量探测器。他们将在星系的聚集中寻找称为重子声振荡的波纹模式。这些涟漪开始于大爆炸后40万年间冲刷宇宙的声波，当时它是一团旋转的粒子和能量。一旦原始汤冷却并变得透明，涟漪 - 它们吸引物质并形成星系团的基础 - 就会被锁定，被特征距离隔开。通过测量宇宙尺度随时间的增长情况，天文学家可以测量暗能量和重力的竞争效应，并寻找偏差。“这是一个奇迹般的自然建立了这样一个有用的统治者，”拉哈夫说。

作为斯隆数字巡天(SDSS)的一部分，一项名为Baryon振荡光谱测量(BOSS)的项目开创了该技术，该测量依赖于新墨西哥州的2.5米望远镜。它映射了大约200万个星系 - 但它是缓慢而费力的。为了与星系保持距离，天文学家将光线分成光谱并测量其红移，或通过宇宙膨胀来拉伸光线。BOSS天文学家通过将望远镜的焦平面与掩模配合来做到这一点：一块铝板，他们钻了数百个洞，每个洞都在一个已知星系的光线会落下的地方。手动连接到每个孔的光纤捕获每个星系的光并将其馈送到光谱仪。但是每当望远镜旋转到天空的新部分时，研究人员就必须制作一块新板并重新连接光纤。“这很糟糕但很有效，”爱丁堡大学的DESI团队成员John Peacock说。

通过在亚利桑那州Kitt峰上使用4米长的Nicholas U. Mayall望远镜，DESI将捕捉比SDSS更深的空间和时间的星系，自动化将提高其夜间生产力。该仪器在其0.8米宽的焦平面上连接了5000根光纤。每个光纤尖端都可以通过微型机器人执行器在几秒钟内重新定位。5000根光纤从望远镜背面蜿蜒流向一个温度受控的房间，里面有10个光谱仪，每个光谱仪同时分析500个星系的光线。整个仪器可以在几分钟内重新配置为新的天空。“DESI的效率是SDSS上一次调查的10倍，”加州劳伦斯伯克利国家实验室的项目科学家David Schlegel说。“这是下一代。”