暗能量和加速膨胀的宇宙

1998年发现的宇宙加速膨胀是当代科学中最重大的课题之一.理论上,宇宙的加速膨胀可能意味着当前宇宙中约三分之二的能量密度是由一种新的能量组分,即暗能量所提供的也可能意味着爱因斯坦提出的广义相对论在宇宙学尺度上需要修正.暗能量和修正引力这两种完全不同的物理机制可以给出完全相同的宇宙背景膨胀历史,但却预言不同的结构形成过程.因此,我们可以通过观测宇宙的大尺度结构形成和演化来区分这两种不同的物理机制,揭示宇宙加速膨胀背后的物理规律.宇宙大尺度星系巡天是研究宇宙加速膨胀机制的重要探针之一.基于星系巡天,我们可以通过测量重子声波振荡(baryonic acoustic oscillations,BAO)和红移空间畸变(redshift space distortions,RSD)两种特殊的星系成团属性,同时测量宇宙的背景膨胀和结构形成历史,进而分别开展暗能量性质以及引力研究.SDSS(Sloan Digital Sky Survey)三期的BOSS(Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)巡天是近期完成的世界最大规模的星系巡天.通过对10000平方度左右天区的观测,BOSS获取了近一百万条星系光谱.基于BOSS的观测,我们对暗能量和引力性质开展了深入研究,并发现了暗能量的动力学迹象.目前正在巡天的e BOSS(extended Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)项目以及后续的DESI(Dark Energy Spectroscopic Instrument)和PFS(Prime Focus Spectrograph)等大型巡天将在更高的红移、以更高的精度测量BAO和RSD,这将为宇宙加速膨胀机制的研究提供关键的观测支持.     

持续参与世界最大综合孔径望远镜SKA国际合作

平方公里阵SKA（Square Kilometre Array）是计划建造的世界最大综合孔径射电望远镜,致力于回答宇宙起源和基本力等问题.自1993年概念提出,全球已有20个国家67个科研机构的天文学家和工程师参与SKA预研究.中国在SKA发起、选址、工程概念及技术研发等方面起到了重要推进作用.目前SKA已进入建设准备阶段,包括中国在内的许多国家正在进行先导天线、相位阵馈源等SKA关键技术试验研究.中国持续参与SKA国际合作,组建团队探索有限科学目标、致力于高精度轻型天线设计与工艺研究、宽频带大视场接收机技术研究,将跨越式提升我国天文学和技术水平、我国工程和制造业水平,实现国际重大科学工程的＂中国创造＂里程碑.其可行性已通过多方分析和论证,SKA是中国参与21世纪国际重大科学工程千载难逢的机遇.