我国科学家发现宇宙暗能量变化奥秘

本文转自：人民网

人民网北京4月11日电 （记者赵竹青）近日，中国科学院国家天文台传来振奋人心的消息：我国科学家领衔的国际研究团队发现，宇宙中的暗能量并非如传统认知般恒定不变，而是会随着宇宙的演化发生动态变化。

这一突破性发现，基于对“暗能量光谱巡天（DESI）”项目数据的深入分析，为探索宇宙加速膨胀背后的物理机制提供了全新视角与关键证据，也为宇宙学理论体系的完善提供了新线索。

暗能量研究是当代天文学与宇宙学最具挑战性的问题之一。自上世纪末宇宙加速膨胀的发现以来，科学界认识到，传统的引力理论与普通物质成分无法解释这一现象，必须引入一种全新的、神秘的宇宙成分—暗能量，作为驱动宇宙加速膨胀的“幕后推手”，但其真面目至今仍未被揭示，是现代物理学中最大的未解之谜之一。

在标准宇宙学模型中，暗能量通常被视为一种不随时间演化的真空能量。这一模型在过去二十多年里成功解释了大量宇宙学观测数据，被广泛接受为当前最简且有效的理论框架。然而，随着宇宙学观测技术的发展与数据精度的不断提高，人们逐渐发现，在该模型下，不同类型的观测数据之间出现了一定程度的不自洽。这对理论模型提出了新的挑战，也为探索暗能量的性质乃至更深层的物理理论留下了巨大的空间。

DESI项目是当今全球最重要的暗能量观测计划之一，是联合了全球70余家科研机构组成的国际合作团队。DESI依托4米口径的光学望远镜，通过对数千万个天体的红移进行高精度测量，精细绘制宇宙大尺度结构的三维图谱，旨在深入揭示暗能量的物理属性。

国家天文台赵公博研究员团队和邹虎研究员团队参与DESI项目已有十余年时间。赵公博团队牵头合作组利用自主开发分析方法开展暗能量性质的系统性研究；邹虎团队积极参与DESI项目的科学运行，为DESI数据释放贡献了重要的增值星表，推动了科学新发现的进展。

此次，赵公博团队领衔DESI国际合作组在暗能量动力学属性的研究中取得了重要的科学突破。研究团队利用团队自主开发的新方法，通过深入分析DESI最新观测获得的宇宙学距离数据，并结合超新星和宇宙微波背景辐射的观测，发现暗能量的状态方程随着宇宙演化而发生变化，其信噪比超过4个标准差水平。此结果证实了此前DESI国际合作组使用不同分析方法得到的结论，即暗能量很可能存在动力学属性。此结论对传统的宇宙学常数模型构成挑战，意味着暗能量可能并非恒定不变的真空能量，而具有更复杂的演化行为。

“在这项研究中，我们发展了暗能量重构分析的新方法，利用了DESI的最新测量，结合了超新星和宇宙学微波背景辐射等观测，通过多元观测信息相互印证，有效提升了分析和结论的可靠性。”赵公博说。

这项研究不仅为揭示暗能量的物理本质开辟了全新的研究方向，也为构建更完备的宇宙学理论体系提供了关键线索。同时，为后续包括DESI全巡天、主焦点光谱巡天（PFS）、欧几里得（Euclid）和下一代宇宙微波背景（CMB）观测等重大项目，在数据分析方法与理论模型构建方面注入了新的科学动力。

赵公博介绍，下一步他们课题组将持续利用DESI后续观测数据进行更精细的分析，并与国际同行携手，力求通过高精度的测量和更完备的理论模型，对暗能量的动力学属性进行更全面、更严格的检验。国家天文台也将继续深化与国际主要天文观测机构的合作，积极推动大数据与深度学习等新兴技术在天文研究中的应用，加快推进新一代观测平台与核心设备，进一步提升我国在宇宙学基础研究领域的国际影响力。