一个数字显示，我们对宇宙的概念存在根本错误

么斯汀

宇宙中正在发生一个令人费解事件，用不同方法测量宇宙膨胀率的结果总是不一致。这种情况被称为“危机”。

用地面望远镜拍摄的大麦哲伦云的图像。这张插图是由哈勃太空望远镜拍摄的，它显示了一个星系团中充满了变星造父变星，这是一类经常闪烁的恒星。利用这种脉动频率，科学家们计算了宇宙的膨胀率，但这个数字与其他宇宙现象（如宇宙微波背景辐射大爆炸的回波）得出的数值不匹配。

问题集中在哈勃常数上，该常数以美国天文学家埃德温·哈勃命名，这个单位描述了宇宙在离地球不同距离的膨胀速度。利用欧洲航天局（ESA）普朗克卫星的数据，科学家估计其速度为每百万光年46200英里/小时（或者，使用宇宙学家的单位，每百万分之一秒67.4公里/秒）。但是，使用名为造父变星的脉动恒星的计算表明，它是每百万光年50.4英里/小时（73.4公里/秒/英里/秒）。

如果第一个数字是正确的，这意味着科学家们几十年来，一直在错误地测量宇宙中遥远物体的距离。但是如果第二个是正确的，那么研究人员可能不得不接受新物理学的存在。值得欣慰的是，天文学家们对这种差异有了大量深入的研究。

一个外行应该如何看待这种情况？这一区别对局外人来说新旧哈勃常数看起来差异很小，对普通人有这么重要么？为了找到冲突的根源，芝加哥大学的天文学家、哈勃常数测量小组的一名成员巴里·马多尔（Barry Madore）给《现场科学》打了电话。

还得从埃德温·哈勃本人开始谈起。早在1929年，他就注意到，距离地球较远的星系比距离地球较近的星系移动得更快。他发现一个天体离我们星球的距离和它后退的速度之间存在线性关系。

“这意味着一些可怕的事情正在发生，”马多尔告诉《现场科学》。“为什么我们是宇宙的中心？答案并不直观，那就是[遥远的物体]不动。在一切事物之间创造了越来越多的空间。”

哈勃意识到宇宙正在膨胀，它似乎以一个恒定的速率膨胀，即是哈勃常数。他测量的值大约是每百万光年每小时342000英里（501公里/秒），几乎是目前测量值的10倍。多年来，研究人员不断提高这一比率。

马多尔说，在20世纪90年代后期，事情变得更怪异，当时两个天文学家小组注意到遥远的超新星变得更暗，因此比预期的要远。这表明，宇宙不仅在膨胀，而且还在加速膨胀。天文学家把这种神秘现象的原因命名为暗能量。

在接受了宇宙在做一些奇怪的事情之后，宇宙学家转向下一个显而易见的任务：尽可能精确地测量宇宙膨胀加速度。通过这样做，他们希望能够从头到尾追溯宇宙的历史和演化。

马多尔把这项任务比作走进赛马场，一眼就能看到马匹在场地上奔跑。从这些信息中，有人能推断出所有的马都是从哪里开始的，哪一匹会赢？

这类问题听起来似乎不可能回答，但这并没有阻止科学家们去尝试。过去10年里，普朗克卫星一直在测量宇宙微波背景，这是大爆炸的遥远回声，它提供了130亿年前婴儿宇宙的快照。利用天文台的数据，宇宙学家可以用极小的不确定度来确定哈勃常数的一个数字。

“真漂亮，”马多尔说，但“这与人们过去30年的所作所为相矛盾。”

在这三十年里，天文学家也一直在使用望远镜，来观察遥远的造父变星并计算哈勃常数。这些恒星根据其亮度以恒定的速率闪烁，因此研究人员可以根据造父变星的脉动准确判断造父变星的亮度。通过观察恒星实际上有多暗，天文学家可以计算到它们的距离。但是使用造父变星对哈勃常数的估计与普朗克的估计不匹配。

这种差异看起来可能相当小，但每个数据点都非常精确，不确定性之间没有重叠。马多尔说，双方都互相指责，称对方在公布结果时犯了错误。

但是，他补充说，每个结果也依赖于大量的假设。回到赛马的类比中，马多尔把它比作在赛马中试图找出胜利者的同时，必须推断出哪匹马会先疲劳，最后那匹马会突然获得能量爆发，还有赛马当天的是否会下雨，下雨草地会有多滑，把赛马过程的变量一 一确定下来。

马多尔说，如果造父变星小组是错误的，那就意味着天文学家一直在错误地测量宇宙中的距离。但是如果普朗克是错的，那么新的和奇异的物理学很可能必须被引入宇宙学家的宇宙模型中，他补充道。这些模型包括不同的表盘，例如存在的被称为中微子的亚原子粒子的数量，它们被用来解释卫星的宇宙微波背景数据。马多尔说，为了使哈勃常数的普朗克值与现有模型相一致，一些表盘必须进行调整，但大多数物理学家还不太愿意这样做。

马多尔和他的同事们最近研究了红巨星的光芒，希望能提供另一个可以在双方之间进行调解的数据点。这些天体在其生命末期达到相同的亮度峰值，这意味着，就像造父变星一样，天文学家可以通过观察它们在地球上看起来有多暗，来对它们的距离进行很好的估计，从而计算出哈勃常数。

7月份公布的结果提供了两个先前测量值之间的一个确切数字：47300英里/小时/百万光年（69.8公里/秒/MPc）。不确定性包含了足够的重叠，可能与普朗克的结果一致。

其他科研团队也参与了进来。一个名为“宇宙之泉中的H0透镜”（H0licow）的小组，正在观察早期宇宙中被称为类星体（quasars）的遥远明亮物体，它们的光被我们和它们之间的巨大天体引力透镜化。通过研究这些类星体，研究小组最近提出了更接近天文学家的估计值。来自激光干涉仪引力波观测台（LIGO）的信息，它观察碰撞中子星产生的引力波，可以提供另一个独立的数据点。但马多尔说，这种计算还处于早期阶段，尚未完全成熟。

马多尔说，他认为普朗克和天文学家之间的中间数字最终将占上风，尽管他目前不会过多地押注这种可能性。但是，在找到一些结论之前，他希望看到研究人员的态度有所缓和。

“坚持自己是对的人在这件事上制造了很多泡沫。”他说，“挤泡沫，测算出真实的哈勃常数，这是非常重要的，亟需解决，但这需要时间。”


原文地址：今日头条

狂风974

#科技杂谈# 宇宙在膨胀，但是科学家们计算宇宙膨胀的加速度常数却存在问题，引发了宇宙概念危机。#科技快讯# #哈勃#

爱上阿南

往往试图解释宇宙的人，最终都被宇宙给镇懵圈，懵圈了的还没有退缩的，就变成了神，那怕他讲的不一定是对的。

雨荷424

转发了