科學(xué)家“撿回”愛因斯坦方程中“Λ”之后的20多年里，標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型（ΛCDM）成功解釋了大量宇宙學(xué)觀測數(shù)據(jù)，被廣泛認(rèn)為是當(dāng)前最簡且有效的理論框架。趙公博介紹，暗能量的物理性質(zhì)體現(xiàn)在其“狀態(tài)方程”中，在ΛCDM中，暗能量通常被視為一種不隨時間演化的真空能量，其狀態(tài)方程恒定為-1。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ΛCDM模型下，不同類型的觀測數(shù)據(jù)之間出現(xiàn)了一定程度的不自洽，這對ΛCDM模型提出了新的挑戰(zhàn)。在這項由趙公博領(lǐng)銜的最新研究中，研究團(tuán)隊自主開發(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DESI最新獲取的宇宙膨脹速率進(jìn)行了測量，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）。在粒子物理學(xué)中，判斷一項發(fā)現(xiàn)是否“確鑿”的黃金標(biāo)準(zhǔn)是達(dá)到5σ，這意味著結(jié)果出錯的概率僅為0.0001%，幾乎可以肯定其真實有效。也就是說，最新的研究結(jié)果幾乎“確認(rèn)”了愛因斯坦對宇宙學(xué)常數(shù)“Λ”的初步設(shè)想存在偏差——它并非恒定不變，而是隨著時間發(fā)生演化。這項研究證實了此前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力學(xué)屬性”。這對傳統(tǒng)的宇宙學(xué)常數(shù)模型構(gòu)成了挑戰(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，對暗能量的動力學(xué)屬性進(jìn)行更全面、更嚴(yán)格的檢驗。隨著數(shù)據(jù)的積累，有理由相信置信度數(shù)值將來一定會增加，最終達(dá)到5σ。在專家們看來，天文大科學(xué)裝置與國際合作對本次成果的取得至關(guān)重要。DESI項目是當(dāng)今全球最重要的暗能量觀測計劃之一，聯(lián)合了全球70余家科研機(jī)構(gòu)組成了國際合作團(tuán)隊。DESI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。趙公博團(tuán)隊與國家天文臺研究員鄒虎團(tuán)隊參與DESI項目已有10余年時間。趙公博團(tuán)隊牽頭合作組利用自主開發(fā)的分析方法開展暗能量性質(zhì)的系統(tǒng)性研究。鄒虎團(tuán)隊則積極參與DESI項目的科學(xué)運行，為DESI數(shù)據(jù)釋放貢獻(xiàn)了重要的增值星表，推動了科學(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，希望支持天文界發(fā)展大裝置。