在中国科学院国家天文台的一项最新合作研究中,科学家们对宇宙的基本常数进行了深入探索,并揭示了标准宇宙学模型面临的新挑战。此次研究由赵公博研究员领导,并与加拿大及法国的科学家携手完成,基于暗能量光谱巡天(DESI)项目第一年的观测数据,采用了一种创新的分析方法。
在不预设任何宇宙学模型的前提下,研究团队成功限制了哈勃常数H0和声波视界rd的值。这一突破性的方法,规避了传统分析中依赖特定宇宙学模型的局限性,从而提供了更为客观和全面的视角。
研究的核心发现进一步加剧了所谓的“哈勃常数危机”。这一危机指的是,通过低红移观测(如超新星和重子声波振荡)与高红移观测(如宇宙微波背景辐射)所得出的哈勃常数H0值之间存在显著的不一致。这一不一致性被视为当前宇宙学领域亟待解决的重要难题之一,可能预示着标准宇宙学模型之外存在新的物理现象。
在重子声波振荡的观测中,科学家们通常利用这些现象来限制H0与rd的乘积。然而,在以往的分析方法中,rd的值往往是在假设了特定宇宙学模型的基础上,通过推导基本宇宙学参数(如重子组分)来获得的。这种方法的局限性在于,其结果在很大程度上受到所选模型的影响,可能掩盖了真实的物理现象。
为了克服这一局限,赵公博研究员及其团队采用了全新的分析策略,不依赖于任何预设的宇宙学模型,从而获得了更为独立和可靠的H0和rd限制。这一成果不仅深化了我们对宇宙基本常数的理解,还为探索可能存在的超越标准宇宙学模型的新物理提供了重要线索。
该研究成果已在国际天文学期刊《天体物理学杂志快报》上发表,论文标题为《Pogosian, Zhao* & Jedamzik, ApJL 973 (2024), 1, L13》。赵公博研究员作为通讯作者,在论文中详细阐述了此次研究的背景、方法、结果及其科学意义。该研究的实施得到了国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持,彰显了我国在宇宙学研究领域的国际影响力。