“我们的宇宙学模型可能出错”

zhangzijun

#头条创作挑战赛#
快速导读

最近的宇宙扩张速度测量结果加剧了哈勃张力，表明当前的宇宙学模型可能存在重大缺陷。哈勃太空望远镜和詹姆斯·韦布太空望远镜的观察显示，宇宙的扩张速度因观察区域不同而异。研究团队在2025年发表的结果表明，哈勃常数的测量存在显著差异：普朗克卫星估计为67 km/s/Mpc，而基于脉动星的测量则为73 km/s/Mpc，最新的DESI数据甚至显示为76.5 km/s/Mpc。这些发现暗示，现有的宇宙学模型可能需要修订。杜克大学的物理学教授丹·斯科尔尼克指出，这一张力已演变为一场危机，可能会影响我们对宇宙的基本理解。未来的研究有望揭示更多关于宇宙的奥秘。

新测量加剧哈勃张力

最近的测量结果显示，宇宙的扩张速度超出了当前科学的理解，进一步加剧了持续存在的哈勃张力。在过去的十年中，宇宙学面临着日益严重的危机，这一现象最初由哈勃太空望远镜观察到，随后又得到了詹姆斯·韦布太空望远镜的确认。这些观察表明，宇宙的扩张速度因天文学家观察的区域而异。来自我们宇宙邻近的一个星系团的新发现进一步证实了这一差异，暗示可能需要对宇宙学模型进行重大修订。研究人员于2025年1月15日在《天体物理学杂志快报》上发表了他们的结果。

当前危机的影响

首席作者、杜克大学的物理学教授丹·斯科尔尼克表达了事态的严重性，他指出：“这种张力现在变成了一场危机。”他提到，这表明我们现有的宇宙学模型可能存在失败的潜在风险。为了测量哈勃常数——描述宇宙扩张速度的数值——主要采用两种方法。第一种方法涉及分析宇宙微波背景辐射（CMB）的微小波动，这一背景辐射是宇宙最初光芒的古老快照，追溯至大爆炸后仅38万年。第二种方法则聚焦于较近的天体，利用脉动星（即造父变星）来测量距离和亮度。

探究差异

尽管有这些既定的方法，但仍然存在差异。欧洲航天局的普朗克卫星估计哈勃常数约为每百万秒差距67公里（km/s/Mpc），这与标准宇宙学模型的预测相符。然而，造父变星距离梯度的测量显示出显著更高的扩张率，为73 km/s/Mpc，这表明宇宙的扩张速度远超理论所允许的范围。为了更深入地探讨这一张力，研究团队利用了暗能量光谱仪（DESI）的数据，该仪器追踪数百万个星系的位置，以分析宇宙的扩张历史。他们的发现揭示了哈勃常数为76.05 km/s/Mpc，进一步复杂化了现有模型。

为了完善DESI的估计，斯科尔尼克和他的团队研究了处于喜马拉雅星系团中的12颗Ia型超新星，确定其距离地球约为3.2亿光年。这一估计与之前的测量结果高度一致，从而巩固了距离梯度的初始级别。更新后的计算结果得出了76.5 km/s/Mpc的哈勃常数，进一步加剧了张力及其对标准宇宙学模型的影响。正如斯科尔尼克所指出的：“我们正处于一个非常逼近我们使用了两个半十年的模型的时刻，而我们看到事情并不匹配。”这一持续的研究可能会引领我们对宇宙的理解发生转变，未来还有许多令人兴奋的发现在等待着我们。