中國天文學家證明愛因斯坦可能錯了暗能量或非恒定不變(2)

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2025-04-13 11:16:31 新浪財經

科學家“撿回”愛因斯坦方程中“Λ”之后的20多年里，標準宇宙學模型（ΛCDM）成功解釋了大量宇宙學觀測數據，被廣泛認為是當前最簡且有效的理論框架。趙公博介紹，暗能量的物理性質體現在其“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，隨著宇宙學觀測技術的發(fā)展與數據精度的不斷提高，人們逐漸發(fā)現，在ΛCDM模型下，不同類型的觀測數據之間出現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進行了測量，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據支持。他們的新發(fā)現是，暗能量的狀態(tài)方程隨著宇宙演化而發(fā)生變化。數據分析顯示，這一結論的置信度達到4.3希格瑪（σ）。在粒子物理學中，判斷一項發(fā)現是否“確鑿”的黃金標準是達到5σ，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。也就是說，最新的研究結果幾乎“確認”了愛因斯坦對宇宙學常數“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)的宇宙學常數模型構成了挑戰(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)觀測數據進行更精細的分析，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。隨著數據的積累，有理由相信置信度數值將來一定會增加，最終達到5σ。在專家們看來，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，聯合了全球70余家科研機構組成了國際合作團隊。DESI依托4米口徑的光學望遠鏡，通過對數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10余年時間。趙公博團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的系統(tǒng)性研究。鄒虎團隊則積極參與DESI項目的科學運行，為DESI數據釋放貢獻了重要的增值星表，推動了科學新發(fā)現的進展。如今，全球各國都在積極布局大型天文觀測設備，希望支持天文界發(fā)展大裝置。

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(責任編輯：張蕾)

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