难以测定的哈勃常数或导致宇宙学大危机

宇宙膨胀的速度超出了目前理论的预测值,没有人知道为什么。

一组研究人员最新观测到的数据佐证了这一观点,根据他们的研究,对宇宙膨胀速度精确测量的结果和数十年来科学界一直使用的标准模型不符。

天体物理学家克里斯·法斯纳赫特指出,“这是宇宙学的危机。”

诺贝尔奖获得者亚当·里斯曾在今年4月表示,“理论和实际间的差异越来越大,已经到了无法消除的地步。”

哈勃常数的奥秘

宇宙就像被吹起来的气球,越来越大,将星系拉得越来越远。数十年来,科学家们一直试图精确测量出宇宙膨胀速度的系数,也就是哈勃常数。

研究人员借助宇宙微波背景(CMB,从大爆炸中遗留下来的辐射)来研究宇宙的历史。

因为光速是恒定的,所以从远处射来的光,也是来自过去的光。

例如,我们在地球上看到的太阳是8分钟前的,因为太阳距地球约8光分远。因此,当科学家们观察距离足够遥远的天体时,他们看到的就是宇宙最初的样貌。

基于这些理论,科学家们发现,在大爆炸之后,起初宇宙的发展速度非常迅猛。然后,随着暗物质的引力作用,膨胀的势头减弱了。暗物质是一种看不见的神秘力量,约占宇宙全部物质质量的85%(总质量26.8%)。

但是最近,当代宇宙学的测量结果表明,宇宙膨胀的速度远远超出了标准模型计算的预测。里斯带领研究团队在4月份发文指出,宇宙的膨胀速度比基于CMB的理论计算的结果还要快9%。

全新的观测手段,同样的困境

研究人员在夏威夷的凯克天文台望远镜上使用了了一种最新的反射镜系统。该设备可以校正由地球大气层引发的变形,能够返回天空中物体的超清晰图像。

和之前的研究一样,新结果表明,宇宙的膨胀速度比标准模型预测的要快许多。研究人员比较了它和哈勃太空望远镜观测的数据,结果是一致的。

天体物理学家谢里·苏尤表示,“早期和晚期宇宙的哈勃常数存在差异,这意味着我们目前的模型中缺了某些元素。它可能是神奇的暗能量,或者是新的相对论性粒子,或是其他尚未发现的全新物理机制。”

科学家也不清楚究竟缺失了什么。一些科学家认为罪魁祸首是暗能量,暗能量是占宇宙总质量约68%的神秘力量,或许就是这一力量推动了宇宙的膨胀。

但是机遇与挑战并存,也许这次宇宙学危机将引导我们建立一个更完备的宇宙模型。

参考文献:

https://www.sciencealert.com/the-standard-model-discrepancy-has-created-a-crisis-in-cosmology

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哈勃观测結果证实宇宙膨胀速度比预期快9%

NASA

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