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宇宙膨胀的速度,我们量了几十年,量出了两个答案。这两个答案各自都没错,测量精度越

宇宙膨胀的速度,我们量了几十年,量出了两个答案。

这两个答案各自都没错,测量精度越来越高,误差越来越小,但它们之间的缝隙始终合不拢。天文学家管这道缝隙叫哈勃张力。

第一种方法盯的是宇宙大爆炸留下的余温。大爆炸发生在138亿年前,那场爆炸的余晖至今还弥漫在整个宇宙中,叫宇宙微波背景辐射。通过分析这层辐射的细微波动,并结合标准宇宙学模型,物理学家可以推算出今天的宇宙膨胀速度。这条路线算出来的结果是:每百万秒差距(大约326万光年)的距离上,星系以每秒67到68公里的速度彼此远离。

第二种方法不回头看,直接量眼前的宇宙。天文学家挑选一些亮度已知的天体,比如特定类型的超新星,通过比较它们实际有多亮和看起来有多亮,算出它们离我们多远,再结合它们远离我们的速度,就能得到膨胀率。这条路线的答案是每秒73公里左右。

67和73,数字看着差不多,但以今天的测量精度来说,这个差距大得不正常。两边的误差线完全不重叠,统计上几乎不可能用巧合来解释。要么有一边测错了,要么我们对宇宙的理解本身就缺了一块。

第二种方法的原理,类似于搭梯子:先用近处、容易测的天体校准尺度,再拿它去量更远的天体,一层层往外搭。过去几十年,不同团队用不同的天体、不同的望远镜、不同的校准方式各自测量,数据散落各处。最近,一支国际团队想了个办法:把本地宇宙中多种独立的测距方法纳入同一个框架,交叉检验,看看是不是某种方法把结果带偏了。

排查的结论:没有。没有哪一种测距方法是问题的来源。统一框架给出的哈勃常数是每秒73.50±0.81公里每百万秒差距,可能是迄今最精确的本地宇宙膨胀率测量值。这套框架本身也被做成了开源工具,供全世界的天文学家使用和检验。

精度提高了,张力反而更结实了。73.50对67,缝隙还在,而且现在更难用测量误差来搪塞。

事情的刺痛感就在这里。

当前的标准宇宙学模型,物理学家用来描述宇宙从大爆炸到今天整个演化过程的那套理论框架,里面缺了东西。早期宇宙和晚期宇宙给出的膨胀速度不一致,暗示在这138亿年的演化过程中,可能有某种我们还没搞清楚的因素在起作用。

候选者有几个。可能是暗能量的性质比我们以为的更复杂,它不是一个恒定的常数,而是随时间变化的。可能是存在某种尚未发现的粒子,在早期宇宙中影响了膨胀速率。也可能是引力本身的规律在极大尺度上跟我们熟悉的不太一样。

下一代望远镜正在陆续上线,更多的数据即将涌入。哈勃张力要么最终被新的物理学解释,要么逼着物理学家承认:我们画的宇宙地图,从一开始就少了一块大陆。

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图为艺术家描绘的宇宙距离阶梯,指用于测量宇宙距离的一系列重叠方法,图源:CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/J. Pollard

信源:Gayoung Lee, "Astronomers Just Nailed Down the Universe’s Expansion Rate... and Now They Have More Questions", Gizmodo, 13 Apr. 2026