中国科学院国家天文台发布暗能量动力学属性检验重大成果，挑战爱因斯坦“宇宙学常数”
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4 月 12 日消息，中国科学院民族天文台 4 月 9 日召开新闻发布会，正式发布在暗能量研究领域取得的重要进展。
由民族天文台研究员赵公博领衔的国际科研团队基于“暗能量光谱巡天（DESI）”项目的相关数据，证实暗能量并不是墨守成规，而很可能存在动力学属性，与爱因斯坦关于暗能量是“宇宙学常数”的假设存在冲突。
官方指出，该成果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，同时意味着可能存在宇宙学标准模型以外的新物理。
暗能量研究是当代天文学与宇宙学最具挑战性的难题其中一个。自上世纪末宇宙加速膨胀的发现以来，科学界认识到，传统的引力学说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其中一个。
在标准宇宙学模型（ΛCDM）中，暗能量通常被视为一种不随时刻演化的真空能量，其情形方程恒定为-1。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学说框架。然而，随着宇宙学观测技术的进步与数据精度的不断进步，大众逐渐发现，在 ΛCDM 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。这为 ΛCDM 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学说留下了巨大的空间。
DESI 项目是当今全球最重要的暗能量观测规划其中一个，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。民族天文台赵公博研究员团队和邹虎研究员团队参与 DESI 项目已有十余年时刻。赵公博团队牵头合作组利用自主开发分析技巧开展暗能量性质的体系性研究；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技巧，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，发现暗能量的情形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。此结局证实了此前 DESI 国际合作组使用不同分析技巧得到的重点拎出来说，即暗能量很可能存在动力学属性。此重点拎出来说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，我们进步了暗能量重构分析的新技巧，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，有效提升了分析和重点拎出来说的可靠性。”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路线，也为构建更完备的宇宙学学说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，在数据分析技巧与学说模型构建方面注入了新的科学动力。
发布会上，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学说模型，对暗能量的动力学属性进行更全面、更严格的检验。民族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进修等新兴技术在天文研究中的应用，积极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。
注：DESI 一个拥有来自全球 70 多家机构、900 多名研究人员的国际项目，由美国能源部劳伦斯伯克利民族实验室 (Berkeley Lab) 负责管理。DESI 得到了美国能源部科学办公室及其民族用户设施 —— 民族能源研究科学计算中心 (NERSC) 的支持。
相关成果已于 4 月 8 日公布在 arXiv 预印本网站上，而此前3 月 19 日也在 DESI 国际合作组在国际论文预印本库 (arxiv.org) 和 DESI 项目官网（https://www.desi.lbl.gov/）发布了 DESI 第一批观测数据及最新宇宙学成果。文章链接：https://arxiv.org/abs/2504.06118
