快變射電暴(fast radio bursts)是2013年里得以確認(rèn)的一類持續(xù)毫秒量級、流量強(qiáng)達(dá)~1Jy的單脈沖型射電爆發(fā)事件，全天區(qū)的探測率原則上高達(dá)~10000/天。它們的物理起源尚不清楚，但所測得的色散量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過銀河系星際介質(zhì)的貢獻(xiàn)，所以一般認(rèn)為最可能來自于宇宙深處的致密星表面。目前國際上對快變射電暴的研究進(jìn)行得如火如荼，已迅速形成一個重要的科學(xué)前沿領(lǐng)域。另一方面，現(xiàn)代宇宙學(xué)研究中最重要的研究對象之一是暗能量，它被廣泛用來解釋宇宙的加速膨脹等其它天文重要觀測現(xiàn)象�，F(xiàn)階段暗能量研究的最重大課題之一是其狀態(tài)方程的測定，通過它人們可以準(zhǔn)確區(qū)分“宇宙學(xué)常數(shù)”或者是各種“標(biāo)量場”模型進(jìn)而揭示暗能量的本質(zhì)。目前人們主要利用Ia型超新星、重子聲波振蕩、微波背景輻射等觀測數(shù)據(jù)來聯(lián)合限制暗能量的狀態(tài)方程，但所達(dá)到的精度還不足以可靠地區(qū)分不同的暗能量模型。所以新的有效的暗能量探針依然是人們孜孜以求的目標(biāo)之一。
2014年1月，中國科學(xué)院紫金山天文臺周貝、李翔、范一中、韋大明與南京大學(xué)的王濤博士在國際上率先提出：因?yàn)樯⒘恐邪?dú)立的光子傳播距離的信息，如果將來快變射電暴的紅移被直接測定，那么它們有望成為高效的宇宙暗能量新探針。他們指出對單個快變射電暴而言，要成為與Ia型超新星同樣有效甚至更高效的暗能量新探針的主要障礙是星系際介質(zhì)的分布不均勻所導(dǎo)致的色散量的顯著漲落。通過模擬他們發(fā)現(xiàn)對于“一個小的紅移區(qū)間內(nèi)但來自于不同天區(qū)的一組快變射電暴的色散量的平均值”，其漲落將被有效抑制。他們因而提出快變射電暴的確有可能作為有效的暗能量探針，代價是樣本數(shù)量要增加10倍左右。基于“快變射電暴的紅移分布與伽瑪暴的紅移分布類似”以及“由星系際介質(zhì)的不均勻性導(dǎo)致的快變射電暴的色散量漲落和現(xiàn)階段的數(shù)值模擬結(jié)果相近”這些假定，他們指出在紅移1-3之間如能精確獨(dú)立測量～1000個快變射電暴的色散量及其紅移，暗能量狀態(tài)方程將會得到準(zhǔn)確的限制；如果聯(lián)合同一紅移區(qū)間重子聲波振蕩等其他數(shù)據(jù)有望區(qū)分暗能量模型（預(yù)期結(jié)果如圖所示）。審稿人對“快變射電暴有望成為高效的暗能量新探針”這一新思想給予了積極評價(“The idea is noble”)。
該項(xiàng)研究工作主要得到科技部“973”計(jì)劃（尤其是青年科學(xué)家專題項(xiàng)目）、國家自然科學(xué)基金、江蘇省杰出青年基金、中國科學(xué)院百人計(jì)劃及B類先導(dǎo)專項(xiàng)的資助，已經(jīng)被《物理評論D》(Physical Review D)在線發(fā)表。
三種天文數(shù)據(jù)對暗能量狀態(tài)方程參量w的(預(yù)期)限制，其中紅虛線代表模擬的1000個紅移介于1-3的快變射電暴；藍(lán)點(diǎn)線代表的是重子聲波振蕩數(shù)據(jù)，其中紅移區(qū)間0.72-3的數(shù)據(jù)來自于數(shù)值模擬；黃線代表現(xiàn)有的Ia超新星數(shù)據(jù)；彩色的實(shí)心圈代表的是3種數(shù)據(jù)的聯(lián)合限制（取自Zhou et al. 2014）。
