愛因斯坦關(guān)于暗能量的想法可能錯(cuò)了。4月9日，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)在北京發(fā)布的一項(xiàng)重要成果表明了這一點(diǎn)。

由國家天文臺(tái)研究員趙公博領(lǐng)銜的國際科研團(tuán)隊(duì)基于“暗能量光譜巡天（DESI）”項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)，證實(shí)暗能量并不像愛因斯坦假設(shè)的“宇宙學(xué)常數(shù)”一成不變，而很可能存在動(dòng)力學(xué)屬性。這項(xiàng)研究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)，意味著可能存在宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型以外的新物理。研究成果于4月8日在arXiv預(yù)印本網(wǎng)站發(fā)布。

目前研究表明，我們身處的宇宙正在加速膨脹，這可能由約占宇宙總能量密度70%并具有負(fù)壓強(qiáng)的暗能量引起。暗能量的本質(zhì)至今依然沒有確切答案。發(fā)布會(huì)上，趙公博從廣義相對(duì)論說起，介紹了暗能量的來龍去脈。20世紀(jì)初，愛因斯坦在將廣義相對(duì)論方程應(yīng)用于整個(gè)宇宙時(shí)，發(fā)現(xiàn)宇宙無法保持靜止?fàn)顟B(tài)，它要么在膨脹，要么在收縮。這一結(jié)果與他當(dāng)時(shí)認(rèn)為的“宇宙是靜態(tài)、永恒不變的”觀點(diǎn)大相徑庭。于是，1917年，愛因斯坦引入宇宙學(xué)常數(shù)（Λ），試圖通過產(chǎn)生斥力來對(duì)抗引力，使宇宙保持靜止。然而，1929年，宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)顛覆了所有人的認(rèn)知。愛因斯坦親手劃去了方程中的“Λ”。

1998年，宇宙加速膨脹被發(fā)現(xiàn)，這意味著確實(shí)存在某種未知的斥力在對(duì)抗引力，作為驅(qū)動(dòng)宇宙加速膨脹的“幕后推手”?？茖W(xué)家們重新審視愛因斯坦的方程，將其中的“Λ”項(xiàng)再次寫入，并賦予它特定數(shù)值，完美解釋了觀測結(jié)果?；仡欉@段歷史，正是愛因斯坦的“錯(cuò)誤”賦予了宇宙學(xué)常數(shù)新的生命，成為解釋宇宙約70%未知成分的關(guān)鍵。

在趙公博領(lǐng)銜的最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)了一套新的暗能量重構(gòu)分析方法。借助這一工具，他們對(duì)DESI最新獲取的宇宙膨脹速率的測量，并結(jié)合超新星和宇宙微波背景輻射的觀測結(jié)果，為探索暗能量的本質(zhì)提供了重要數(shù)據(jù)支持。他們的新發(fā)現(xiàn)是，暗能量的狀態(tài)方程隨著宇宙演化而發(fā)生變化。數(shù)據(jù)分析顯示，這一結(jié)論的置信度達(dá)到4.3希格瑪（σ）。這意味著結(jié)果出錯(cuò)的概率僅為0.0001%，幾乎可以肯定其真實(shí)有效。

最新的研究結(jié)果幾乎“確認(rèn)”了愛因斯坦對(duì)宇宙學(xué)常數(shù)“Λ”的初步設(shè)想存在偏差——它并非恒定不變，而是隨著時(shí)間發(fā)生演化。這項(xiàng)研究證實(shí)了此前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(dòng)力學(xué)屬性”。這對(duì)傳統(tǒng)的宇宙學(xué)常數(shù)模型構(gòu)成挑戰(zhàn)，意味著具有更復(fù)雜的演化行為。

下一步，趙公博課題組將持續(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(duì)暗能量的動(dòng)力學(xué)屬性進(jìn)行更全面、更嚴(yán)格的檢驗(yàn)。隨著數(shù)據(jù)的積累，置信度數(shù)值將來一定會(huì)增加，最終達(dá)到5σ。

天文大科學(xué)裝置與國際合作對(duì)本次成果的取得至關(guān)重要。DESI項(xiàng)目是當(dāng)今全球最重要的暗能量觀測計(jì)劃之一，聯(lián)合了全球70余家科研機(jī)構(gòu)組成的國際合作團(tuán)隊(duì)。DESI依托4米口徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，通過對(duì)數(shù)千萬個(gè)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。趙公博團(tuán)隊(duì)與國家天文臺(tái)研究員鄒虎團(tuán)隊(duì)參與DESI項(xiàng)目已有十余年時(shí)間，推動(dòng)了科學(xué)新發(fā)現(xiàn)的進(jìn)展。

如今，全球各國都在積極布局大型天文觀測設(shè)備。國際上包括口徑4米多目標(biāo)光譜儀望遠(yuǎn)鏡（4MOST）、口徑6.5米的MegaMapper望遠(yuǎn)鏡以及10米級(jí)的莫納克亞光譜巡天望遠(yuǎn)鏡（MSE）等。我國則有口徑2米的中國空間站望遠(yuǎn)鏡（CSST）、口徑為6.5米的寬視場巡天望遠(yuǎn)鏡（MUST）以及計(jì)劃中的郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）二期巡天和10米級(jí)極大光譜巡天望遠(yuǎn)鏡（ESST）等。