愛因斯坦關于暗能量的想法可能錯了。4月9日，中國科學院國家天文臺在北京發(fā)布的一項重要成果表明了這一點。

由國家天文臺研究員趙公博領銜的國際科研團隊基于“暗能量光譜巡天（DESI）”項目的相關數(shù)據(jù)，證實暗能量并不像愛因斯坦假設的“宇宙學常數(shù)”一成不變，而很可能存在動力學屬性。這項研究為探索宇宙加速膨脹背后的物理機制提供了全新視角與關鍵證據(jù)，意味著可能存在宇宙學標準模型以外的新物理。研究成果于4月8日在arXiv預印本網(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%并具有負壓強的暗能量引起。暗能量的本質至今依然沒有確切答案。發(fā)布會上，趙公博從廣義相對論說起，介紹了暗能量的來龍去脈。20世紀初，愛因斯坦在將廣義相對論方程應用于整個宇宙時，發(fā)現(xiàn)宇宙無法保持靜止狀態(tài)，它要么在膨脹，要么在收縮。這一結果與他當時認為的“宇宙是靜態(tài)、永恒不變的”觀點大相徑庭。于是，1917年，愛因斯坦引入宇宙學常數(shù)（Λ），試圖通過產(chǎn)生斥力來對抗引力，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)，這意味著確實存在某種未知的斥力在對抗引力，作為驅動宇宙加速膨脹的“幕后推手”?？茖W家們重新審視愛因斯坦的方程，將其中的“Λ”項再次寫入，并賦予它特定數(shù)值，完美解釋了觀測結果?；仡欉@段歷史，正是愛因斯坦的“錯誤”賦予了宇宙學常數(shù)新的生命，成為解釋宇宙約70%未知成分的關鍵。

在趙公博領銜的最新研究中，研究團隊自主開發(fā)了一套新的暗能量重構分析方法。借助這一工具，他們對DESI最新獲取的宇宙膨脹速率的測量，并結合超新星和宇宙微波背景輻射的觀測結果，為探索暗能量的本質提供了重要數(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，這一結論的置信度達到4.3希格瑪（σ）。這意味著結果出錯的概率僅為0.0001%，幾乎可以肯定其真實有效。

最新的研究結果幾乎“確認”了愛因斯坦對宇宙學常數(shù)“Λ”的初步設想存在偏差——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論，即“暗能量很可能存在動力學屬性”。這對傳統(tǒng)的宇宙學常數(shù)模型構成挑戰(zhàn)，意味著具有更復雜的演化行為。

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)進行更精細的分析，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，對暗能量的動力學屬性進行更全面、更嚴格的檢驗。隨著數(shù)據(jù)的積累，置信度數(shù)值將來一定會增加，最終達到5σ。

天文大科學裝置與國際合作對本次成果的取得至關重要。DESI項目是當今全球最重要的暗能量觀測計劃之一，聯(lián)合了全球70余家科研機構組成的國際合作團隊。DESI依托4米口徑的光學望遠鏡，通過對數(shù)千萬個天體的紅移進行高精度測量，精細繪制宇宙大尺度結構的三維圖譜，旨在深入揭示暗能量的物理屬性。趙公博團隊與國家天文臺研究員鄒虎團隊參與DESI項目已有十余年時間，推動了科學新發(fā)現(xiàn)的進展。

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