最近，中科院高能物理研究所理論物理室張新民研究員與合作者一起在暗能量研究方面取得了新的進(jìn)展，其成果于10月26日發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Phys. Rev. Lett 107, 171301）上。
暗能量是1998年發(fā)現(xiàn)的。在過(guò)去的十余年間，各種天文觀(guān)測(cè)表明它占宇宙物質(zhì)的73%，但其基本性質(zhì)仍是個(gè)謎。研究暗能量的物理性質(zhì)是當(dāng)前物理學(xué)和天文學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)課題。理論上，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家已經(jīng)提出了很多暗能量模型。從唯象的角度考慮，這些暗能量模型可以通過(guò)它預(yù)言的狀態(tài)方程w（壓強(qiáng)與能量密度之比值）的演化行為來(lái)分類(lèi)，例如，愛(ài)因斯坦的宇宙學(xué)常數(shù)或真空能預(yù)言w不隨時(shí)間而變、且恒為w=-1；而對(duì)于文獻(xiàn)中大量的暗能量模型來(lái)說(shuō)，預(yù)言的w將隨時(shí)間而變，但是不同的理論模型給出的w卻大為不同，比如：精質(zhì) （Quintessence）模型具有w>-1的特性，而對(duì)于幽靈（Phantom）w<-1，精靈（Quintom）模型則預(yù)言w在宇宙演化的過(guò)程中穿越w=-1。由此，認(rèn)識(shí)暗能量的首要任務(wù)是利用天文觀(guān)測(cè)來(lái)測(cè)定w及其隨時(shí)間的演化行為。
張新民與趙公博以及英國(guó)和加拿大的科學(xué)家合作，利用兩點(diǎn)關(guān)聯(lián)函數(shù)技術(shù)配合主成分分析方法，從最新的天文觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)中重組出了暗能量狀態(tài)方程w 從宇宙43億年直到今天隨時(shí)間演化的歷史。他們發(fā)現(xiàn)，w在98.8％置信度上（2.5s）隨時(shí)間演化，并且越過(guò)w=-1。這與精靈暗能量模型的預(yù)言一致。精靈暗能量模型是張新民帶領(lǐng)的課題組2004年提出的，此論文至今單篇引用600多次， 2008年獲得了首屆中國(guó)卓越研究獎(jiǎng)（Thomson Scientific Research Fronts Award 2008），2010年國(guó)際權(quán)威綜述期刊《Physics Reports 》專(zhuān)題評(píng)述了精靈宇宙學(xué)。
張新民等人的發(fā)現(xiàn)揭示了暗能量動(dòng)力學(xué)的一些跡象，但仍然需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。目前我國(guó)暗能量探測(cè)研究已規(guī)劃了路線(xiàn)圖：南極昆侖望遠(yuǎn)鏡、空間站大光學(xué)平臺(tái)、天籟計(jì)劃、FAST等天文觀(guān)測(cè)將在未來(lái)5到10年內(nèi)提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)合世界上大規(guī)模的巡天觀(guān)測(cè)：eBOSS, DES, Planck, BigBOSS， LSST, Euclid等，暗能量之謎將有可能在不久的將來(lái)被揭開(kāi)。
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