科學家發現暗能量新跡象 或突破愛因斯坦理論

長期從事暗物質、暗能量等理論物理研究的中國科學院高能物理研究所張新民研究員介紹了中外科學家合作從最新的天文觀測數據中研究發現了暗能量動力學的一些跡象。中新社發孫自法 攝

中新社北京電 (記者孫自法)暗能量會以什麼樣的狀態存在？中外科學家合作從最新的天文觀測數據中研究發現了暗能量動力學的一些跡象。雖然這一新跡象的發現“仍然需要進一步的實驗驗証”，但其一旦得到進一步驗証，將有望突破愛因斯坦宇宙學常數理論。

長期從事暗物質、暗能量等理論物理研究的中國科學院高能物理研究所張新民研究員3日在北京接受中新社記者採訪時介紹說，就目前探測所知，已知物質僅佔宇宙中的4%，而96%為暗物質和暗能量，其中1998年發現的暗能量佔到73%。暗能量將決定著宇宙何去何從的命運，但其基本性質至今仍是個謎。

在宇宙學模型下，暗能量的性質由狀態方程w(壓強與能量密度之比值)的演化行為來描述，所以利用實驗數據重建它的演化就是認識暗能量的基本性質。就理論模型而言，不同的暗能量模型可以通過它預言的狀態方程w的演化行為來分類，例如，愛因斯坦的宇宙學常數或真空能預言的w不隨時間而變、且恆為w=-1。

張新民和趙公博博士通過與英國、加拿大科學家合作，利用兩點關聯函數技術配合主成分分析方法，從最新的天文觀測數據中重組出暗能量狀態方程w從宇宙43億年直到今天隨時間演化的歷史。研究發現，w在98.8%可信度上隨時間演化並且越過w=-1。暗能量研究的這項進展成果，與張新民2004年研究提出的精靈暗能量模型預言(即w在宇宙演化的過程中穿越w=-1)一致，並發表於最新一期國際權威期刊《物理評論快報》。

宇宙學常數是1917年愛因斯坦為建立一個靜態的宇宙模型而引進。“我們的發現顯示暗能量可能不是宇宙學常數。這個結果一旦得到將來更多的實驗和天文觀測分析的証實，意義重大，說明超越了愛因斯坦(理論)”。

張新民指出，相對論、量子論被譽為20世紀物理科學兩朵“烏雲”，暗物質、暗能量堪稱21世紀現代物理科學中兩朵新“烏雲”，對它們的研究將極有可能孕育出新的物理學、天文學重大發現乃至科學革命。

他表示，目前中國暗能量探測研究已規劃路線圖，南極昆侖望遠鏡、天籟計劃、500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)等天文觀測將在未來5到10年內提供實驗數據，同時結合普朗克(Planck)，歐幾裡得(Euclid)等世界上大規模的巡天觀測數據開展研究，“暗能量之謎將有可能在不久的將來被揭開”。(完)