來源：中國新聞網(wǎng)
中新網(wǎng)北京4月9日電 (記者 孫自法)“一黑(黑洞)二暗(暗物質(zhì)、暗能量)三起源(宇宙、天體和生命起源)”，被譽(yù)為科學(xué)界的終極挑戰(zhàn)，長期以來備受關(guān)注。
“二暗”之一的暗能量是當(dāng)代天文學(xué)與宇宙學(xué)最具挑戰(zhàn)性的問題之一。自20世紀(jì)末宇宙加速膨脹發(fā)現(xiàn)以來，科學(xué)界認(rèn)識到，傳統(tǒng)的引力理論與普通物質(zhì)成分無法解釋這一現(xiàn)象，必須引入一種全新的、神秘的宇宙成分——暗能量，作為驅(qū)動宇宙加速膨脹的“幕后推手”，但其真面目至今仍未被揭示，是現(xiàn)代物理學(xué)中最大的未解之謎之一。
提供全新視角與關(guān)鍵證據(jù)
中國科學(xué)院國家天文臺4月9日在北京舉行新聞發(fā)布會，正式發(fā)布由中國科學(xué)家領(lǐng)銜國際團(tuán)隊(duì)在暗能量研究領(lǐng)域取得的重要突破性進(jìn)展。這一進(jìn)展成果為探索宇宙加速膨脹背后的物理機(jī)制提供了全新視角與關(guān)鍵證據(jù)，同時意味著可能存在宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型以外的新物理。
4月9日下午，北京，中國科學(xué)院國家天文臺發(fā)布暗能量動力學(xué)屬性檢驗(yàn)重大成果。(中國科學(xué)院國家天文臺 供圖)
作為當(dāng)今全球最重要的暗能量觀測計劃之一，暗能量光譜儀巡天(DESI)項(xiàng)目聯(lián)合全球70余家科研機(jī)構(gòu)900多名研究人員組成國際合作團(tuán)隊(duì)，依托4米口徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，通過對數(shù)千萬個天體的紅移進(jìn)行高精度測量，精細(xì)繪制宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的三維圖譜，旨在深入揭示暗能量的物理屬性。
中國科學(xué)院國家天文臺趙公博研究員團(tuán)隊(duì)和鄒虎研究員團(tuán)隊(duì)參與DESI項(xiàng)目已有10余年時間。其中，趙公博團(tuán)隊(duì)牽頭合作組利用自主開發(fā)分析方法開展暗能量性質(zhì)的系統(tǒng)性研究；鄒虎團(tuán)隊(duì)積極參與DESI項(xiàng)目科學(xué)運(yùn)行，為DESI數(shù)據(jù)釋放貢獻(xiàn)重要的增值星表，推動天文學(xué)研究新發(fā)現(xiàn)。
此次發(fā)布成果的研究中，趙公博團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜DESI國際合作組在暗能量動力學(xué)屬性的研究中取得重要的科學(xué)突破。他們利用自主開發(fā)的新方法，通過深入分析DESI最新觀測獲得的宇宙學(xué)距離數(shù)據(jù)，并結(jié)合超新星和宇宙微波背景輻射的觀測，發(fā)現(xiàn)暗能量的狀態(tài)方程隨著宇宙演化而發(fā)生變化，其信噪比超過4個標(biāo)準(zhǔn)差水平。
該結(jié)果證實(shí)此前DESI國際合作組使用不同分析方法得到的結(jié)論，即暗能量很可能存在動力學(xué)屬性，從而對傳統(tǒng)的宇宙學(xué)常數(shù)模型構(gòu)成挑戰(zhàn)，意味著暗能量可能并非恒定不變的真空能量，而具有更復(fù)雜的演化行為。
構(gòu)建更完備宇宙學(xué)理論體系
“在這項(xiàng)研究中，我們發(fā)展了暗能量重構(gòu)分析的新方法，利用了DESI的最新測量，結(jié)合了超新星和宇宙學(xué)微波背景輻射等觀測，通過多元觀測信息相互印證，有效提升了分析和結(jié)論的可靠性?！壁w公博說。
4月9日下午，北京，中國科學(xué)院國家天文臺發(fā)布暗能量動力學(xué)屬性檢驗(yàn)重大成果，圖為成果發(fā)布現(xiàn)場。(中國科學(xué)院國家天文臺 供圖)
天文學(xué)家表示，這項(xiàng)研究不僅為揭示暗能量的物理本質(zhì)開辟了全新的研究方向，也為構(gòu)建更完備的宇宙學(xué)理論體系提供了關(guān)鍵線索。同時，為后續(xù)包括DESI全巡天、主焦點(diǎn)光譜巡天、歐幾里得和下一代宇宙微波背景觀測等重大項(xiàng)目，在數(shù)據(jù)分析方法與理論模型構(gòu)建方面注入了新的科學(xué)動力。
趙公博透露，在本次研究成果基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)下一步將持續(xù)利用DESI后續(xù)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行更精細(xì)的分析，并與國際同行攜手，力求通過高精度的測量和更完備的理論模型，對暗能量的動力學(xué)屬性進(jìn)行更全面、更嚴(yán)格的檢驗(yàn)。
同時，中國科學(xué)院國家天文臺也將繼續(xù)深化與國際主要天文觀測機(jī)構(gòu)的合作，積極推動大數(shù)據(jù)與深度學(xué)習(xí)等新興技術(shù)在天文研究中的應(yīng)用，加快推進(jìn)新一代觀測平臺與核心設(shè)備，進(jìn)一步提升中國在宇宙學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的國際影響力。
暗能量研究還大有可為
在標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型中，暗能量通常被視為一種不隨時間演化的真空能量，這一模型在過去20多年里成功解釋了大量宇宙學(xué)觀測數(shù)據(jù)，被廣泛接受為當(dāng)前最簡且有效的理論框架。
然而，隨著宇宙學(xué)觀測技術(shù)的發(fā)展與數(shù)據(jù)精度的不斷提高，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型下，不同類型的觀測數(shù)據(jù)之間出現(xiàn)一定程度的不自洽。這對標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型提出新的挑戰(zhàn)，也為探索暗能量的性質(zhì)乃至更深層的物理理論留下巨大空間。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長常進(jìn)院士指出，天文學(xué)這項(xiàng)重大突破表明，暗能量研究進(jìn)入了一個新的階段，在暗能量的觀測和理論解釋等方面還大有可為。他強(qiáng)調(diào)，人類擁有同一片天空，所以國際合作對天文學(xué)研究特別重要。
美國密歇根大學(xué)德雷根·亨特(Dragan Huterer)教授認(rèn)為，中國科學(xué)院國家天文臺研究人員主導(dǎo)的這項(xiàng)研究，基于DESI實(shí)驗(yàn)的結(jié)果限制所謂動力學(xué)暗能量，即導(dǎo)致宇宙加速膨脹的物質(zhì)隨時間演化。該動力學(xué)暗能量的新論文更詳細(xì)研究了暗能量限制的可靠性，相對于宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型，其數(shù)據(jù)更加支持隨時間變化的動力學(xué)暗能量密度。“所以，我認(rèn)為這篇新論文是我們理解暗能量的重要墊腳石”。
“對于天文領(lǐng)域來說，這是一個非常激動人心的時刻?！庇始覍W(xué)會約翰·皮科克(John Peacock)院士表示，這預(yù)示一個新的標(biāo)準(zhǔn)宇宙論模型，從某種意義上說，可以把它作為一個框架來設(shè)計新的實(shí)驗(yàn)和新的方法來檢驗(yàn)這種演化是否發(fā)生。在過去，暗能量被認(rèn)為是一個不隨時間變化的宇宙學(xué)常數(shù)，而現(xiàn)在天文學(xué)家將通過各種不同的實(shí)驗(yàn)，用各種不同的方法，來探求它的整個含時演化方程。(完)
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