總臺央視記者從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉，利用中國天眼FAST的豐富數據，中國科學(xué)院國家天文臺李菂研究員帶領(lǐng)團隊提出了一種全新分析構架“Pincus-Lyaponov相圖”，得以量化爆發(fā)事件的隨機性和混沌性，揭示了快速射電暴的時(shí)間-能量表現與地震和太陽(yáng)耀斑等存在本質(zhì)區別，這種差異挑戰了快速射電暴的星震起源。基于全新的相圖，團隊發(fā)現快速射電暴在時(shí)間-能量二元空間上游走接近所謂的布朗運動(dòng)，也就是表現出了高度的隨機性。而同樣不可預測的地震、太陽(yáng)耀斑等卻表現出遠為顯著(zhù)的混沌性。快速射電暴的高度隨機性可能由多種機制或者多個(gè)發(fā)射位置組合形成。中國天眼通過(guò)中國天眼FAST的強大觀(guān)測能力結合創(chuàng )新的分析方法，未來(lái)科學(xué)家或將能夠深入刻畫(huà)宇宙間的神秘爆發(fā)信號，有望最終揭示宇宙的起源。這項研究工作于北京時(shí)間2024年04月12日，在“中國科技期刊卓越行動(dòng)計劃 ”綜合性期刊《Science Bulletin》上作為封面文章發(fā)表。

　　快速射電暴(Fast Radio Bursts，簡(jiǎn)稱(chēng)FRBs)是一種來(lái)自宇宙深處的短暫而強烈的無(wú)線(xiàn)電波爆發(fā)。就像它的名字一樣，快速射電暴在千分之一秒的時(shí)間內能夠釋放巨大的能量，足夠驅動(dòng)人類(lèi)社會(huì )萬(wàn)億年。自2007年人們第一次發(fā)現快速射電暴以來(lái)，它就因其神秘和強大吸引了全世界科學(xué)家的注意，并在2023年獲得了邵逸夫天文學(xué)獎。但是，至今為止，我們還不知道這些強大的能量是如何產(chǎn)生的，而解開(kāi)這樣的謎題可能會(huì )幫助我們在天文學(xué)甚至基礎物理學(xué)上取得重大突破。

　　盡管現在還不能確切知道快速射電暴具體是如何發(fā)出的，但是至少可以猜測其源頭，是某種蘊含著(zhù)極高能量密度的所謂致密天體，比如中子星或者黑洞。我們知道中子星的信號會(huì )像燈塔一樣，規律地掃過(guò)地球，非常穩定。如果快速射電暴也是由這樣的天體發(fā)射出來(lái)的，那么能否看到規律出現的快速射電暴信號呢？非常遺憾的是，在過(guò)往的諸多研究中，尋找快速射電暴在毫秒到秒量級的周期的所有努力都失敗了。這就要求我們重新考慮快速射電暴的發(fā)射方式。

　　天體也存在不可預測、看似混亂的能量釋放過(guò)程，例如星震和地震。致密天體，特別是具有極端磁場(chǎng)的磁星，其星震被認為是快速射電暴的可能觸發(fā)機制。地震混亂不可預測，但是并非完全隨機。在一次非常強的地震事件發(fā)生后，常常會(huì )伴隨著(zhù)更多的相對弱小的余震。這說(shuō)明地震發(fā)生的時(shí)間和能量是有關(guān)聯(lián)的，不是完全隨機的。以往進(jìn)行的周期搜索無(wú)法揭示時(shí)間和能量這兩個(gè)基礎物理參數間的關(guān)聯(lián)。

　　一個(gè)隨機事件，比如拋硬幣，其不可預測性穩定持續的。我們無(wú)法根據當前拋出的正反面來(lái)預測下次，或者下下次的結果。相對應的，一個(gè)混沌系統，例如氣候，看起來(lái)混亂如隨機過(guò)程，但它的不可預測性是隨時(shí)間增長(cháng)的。抬頭看天就可以預言下一秒的天氣。但是全人類(lèi)最好的預報系統也難以精確預言幾周、幾月后的天氣。時(shí)間越長(cháng)，不準確性越高是混沌系統的特征。

　　(總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉)