近日,國家天文臺研究員趙公博帶領(lǐng)的一支國際合作團隊通過對最新天文觀測數(shù)據(jù)的分析,發(fā)現(xiàn)了暗能量隨時間演化的證據(jù)。此發(fā)現(xiàn)表明,暗能量的本質(zhì)有可能不是愛因斯坦百年前提出的“宇宙學常數(shù)”,這對暗能量的研究具有重大意義。
1998年,國際上兩個研究小組利用對超新星的觀測,獨立發(fā)現(xiàn)了宇宙的加速膨脹現(xiàn)象(該發(fā)現(xiàn)被授予2011年諾貝爾物理學獎)。理論上,宇宙的加速膨脹可能是由約占宇宙總能量密度70%,并具有負壓強的“暗能量”引起的。揭示暗能量的物理本質(zhì)是現(xiàn)代科學中最重大的課題之一。
暗能量的物理性質(zhì)體現(xiàn)在其“狀態(tài)方程”中,即暗能量的壓強與能量密度的比值。在傳統(tǒng)的真空能-冷暗物質(zhì)(LCDM)宇宙學標準模型中,暗能量是愛因斯坦在1917年提出的“宇宙學常數(shù)”,即真空能,其狀態(tài)方程為值為-1的常數(shù)。在此模型中,暗能量不具有任何動力學性質(zhì)。
2016年,趙公博帶領(lǐng)國際大型星系巡天SDSS-Ⅲ(BOSS)合作組利用最新觀測數(shù)據(jù)和新方法,在宇宙演化的多個時期,以高精度測量得到了重子聲波振蕩(BAO)信號。基于此測量,趙公博領(lǐng)導(dǎo)的一個國際團隊此次利用其開發(fā)的暗能量重建方法,在3.5個標準差水平發(fā)現(xiàn)了暗能量狀態(tài)方程隨時間演化的證據(jù)。這意味著暗能量的本質(zhì)可能不是真空能,而是某種動力學場,如我國科學家張新民團隊提出的quintom動力學暗能量模型。暗能量的動力學性質(zhì)還需要下一代大型巡天觀測的證認。未來5~10年內(nèi),期待世界上最大型的星系巡天eBOSS(趙公博是此項目領(lǐng)導(dǎo)者之一)、DESI(國家天文臺是合作伙伴單位)、PFS(國家天文臺是合作伙伴單位)等項目幫助人類揭開暗能量之謎。
(審核編輯: 智匯小新)
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