對快速射電暴（FRB）的研究強調了它們極端的能量輸出和神秘的性質。最近使用創新方法分析快速射電暴的研究表明，它們是由多種發射機制引起的，這增加了了解它們起源的複雜性。

快速射電暴代表了宇宙中最強烈的射電爆炸，在千分之一秒內釋放出足夠的能量，可以爲全球人類社會提供一萬億年的電力。自2007年首次發現以來，快速射電暴引起了極大的關注，最終獲得了2023年邵逸夫天文學獎。由于起源未知，這些極端的宇宙爆發是天文學和物理學中最神秘的現象之一。

因果關系決定了FRB源的大小應該小于c·dt，其中c是光速，dt是事件的持續時間。對于一個典型的1毫秒爆發，這意味著一個小于300公裏的區域，這意味著中子星或黑洞等致密物體是快速射電暴的引擎。在大多數致密天體中都觀察到快速自旋，這使人們對重複快速射電暴爆發的周期性産生了期望。然而，對從毫秒到秒尺度的周期性的廣泛搜索都失敗了，這促使了對FRB發射機制的重新評估。

上圖中頂部和中間的面板呈現了這些來源的時間能量空間中的事件序列。顔色從藍色變爲紅色，意味著增加了隨機性。在底部面板中，快速射電暴與布朗運動一起聚集在隨機性混沌相空間中的高度隨機但不太混亂的區域，這與地震和太陽耀斑不同，兩者都比FRB更混亂但不太隨機。

由中國科學院國家天文台李迪教授領導的研究小組，引入了一種新的方法來表征快速射電暴在時間-能量二元相空間中的行爲。他們分別使用廣義的“平卡斯指數”和“李亞普諾夫指數”對隨機性和混沌性進行量化，並設法將快速射電暴系統地置于脈沖星、地震和太陽耀斑等其他常見物理事件的背景下。

隨機性和混沌都會導致不可預測性，但它們是不同的。隨機序列的不可預測性隨著時間的推移保持不變，就像擲骰子一樣 —— 每次擲出的結果與前一次擲出的結果沒有聯系。在混沌系統中，不可預測性隨著時間呈指數增長。例如，任何人都可以通過擡頭和環顧四周來預測未來幾秒鍾的天氣，而對人類來說，准確預測長期天氣仍然是一個挑戰。

研究小組發現，快速射電暴在能量-時間相位空間中漫遊，與地震和太陽耀斑相比，混亂程度較低，但隨機性較高。快速射電暴發射的明顯隨機性表明多種發射機制或地點的組合。這項研究建立了一個量化快速射電暴的新框架，使我們更接近于最終揭示這些劇烈宇宙爆炸的起源：誰在擲宇宙的骰子？

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