和上帝打牌吗？——快速射电暴与强引力透镜的王炸组合

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曙色：新兴探针

确保理论的自洽性是科学研究的基础。当不同观测得出不一致的结论时，可能意味着我们对宇宙的思考存在误解。若理解无误，所有的天文观测都应指向同一个宇宙，并展现一致的物理规律，这一原则被称为“宇宙和谐”。早在1995年，彼时宇宙加速膨胀还没有被发现，宇宙学家就在此愿景下联合当时的一些并不精确的观测，成功预言了宇宙学常数的存在及其能量占比 [7]（如图2）。

图2：多种天文观测的联合在宇宙学研究中的重要性。在前精确宇宙学时代，通过几个不精确观测数据的联合分析成功预言了宇宙学常数的能量约占宇宙总能量的70%，哈勃常数约为70 （左；Ostriker et al., 1995 [7]）。未来，在不依赖CMB观测的情况下，联合快速射电暴、引力波、强引力透镜和重子声学振荡这些来自晚期宇宙的探针也可以实现精确宇宙学（右；Wu et al., 2023 [8]）

在利用观测数据测量宇宙学参数时，往往面临着严重的参数简并问题。与在实验室中做物理实验不同，研究宇宙无法设定和控制实验的条件，只能以身入局，借助各种探测器被动地接收宇宙信息，而这些信息往往是多种物理效应的叠加，难以单独测量某一特定效应。例如，单靠早期CMB数据难以精确约束晚期参数（如暗能量），但结合重子声学振荡（BAO）和SN Ia等观测则可有效打破这种简并，大幅提高测量精度。

因此，无论是“宇宙和谐”理念的要求，还是打破参数简并以精确确定宇宙学参数的需要，都突显了 整合多种天文观测数据的重要性 。这一过程类似于扑克游戏——若逐张出牌往往难以取胜，只有巧妙组合多张手牌，才能在这场与上帝的博弈中赢得主动。通过联合多种观测手段打造探索晚期宇宙的精确探针，正是解答暗能量本质和“哈勃危机”等问题的关键所在 [8,9]。在未来，每一种新的观测手段都可能带来突破性的进展。除了传统的光学星系巡天观测以外，灵敏的射电观测有望在未来的宇宙学研究中发挥重要作用。

接下来的章节将介绍快速射电暴及其相关的引力透镜事件，它们有机会成为未来宇宙学研究的重要工具。

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火流虹：快速射电暴的色散测量

在《上帝掷骰子吗？——量子物理史话》一书中，作者围绕着光的波动性和粒子性之争展开论述，并介绍了牛顿的色散实验——光穿过三棱镜被分解为不同波长的单色光。该实验于1704年发表在牛顿的划时代巨著《光学》中。如今，人们的研究从牛顿闷热漆黑的实验室搬到浩瀚的宇宙，研究波段也从可见光延伸到手机通信和Wi-Fi等无线电波段。在宇宙深处，一种于2007年偶然发现的神秘射电天文现象——快速射电暴展现出了显著的色散效应，表明其来源于遥远的宇宙深处 [10]（如图3）。

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