难以解释的差异！韦伯望远镜发现，人类理解的宇宙，可能并不真实

神秘而深邃的宇宙，一直吸引着人类的目光，随着科技水平的不断进步，人类对宇宙的理解也越来越深入，但这一过程并不是一帆风顺的，在有些时候，我们也会遇到很是令人困惑的谜题，例如科学家就通过韦伯望远镜发现，使用不同的方法得出的哈勃常数存在着难以解释的差异，而这也强烈暗示了，人类理解的宇宙，可能并不真实。下面我们就来看看这具体是怎么回事。

（↑韦伯望远镜）

哈勃常数的发现，源自天文学家埃德温·哈勃在1929年的研究，他通过观测遥远星系的光谱红移，发现大量的星系都在远离我们而去，这也被称为“退行”，并且他还发现，这些星系的“退行速度”与距离成正比。科学家们据此认为，这一现象表明宇宙正在膨胀，并且宇宙的膨胀有一个固定的速率，实际上，这个“固定的速率”就被称为哈勃常数。

由于哈勃常数在宇宙学中非常重要，它不仅是衡量宇宙膨胀速率的参数，还与宇宙的年龄、演化过程以及物质分布密切相关，除此之外，哈勃常数也是我们理解暗能量、宇宙微波背景辐射和结构形成理论的核心数据，因此在过去的日子里，科学家们也一直在致力于精确测量哈勃常数。

在相关研究中，科学家们主要使用了两种方法，一种可称为“距离测量法”，这种方法主要依赖于观测目标星系与我们的距离，以及它们的宇宙学红移量。

其原理可简单地描述为，通过光谱观测，科学家可以测量目标星系光谱因为“退行”而产生的红移现象，这可以直观地反映出它们因为宇宙膨胀而远离我们的“退行速度”，由于红移量与星系的“退行速度”成正比，而“退行速度”又与距离成正比，因此只要精确测定出星系光谱因为“退行”而产生的红移量，以及它们与我们之间的距离，就可以据此计算出哈勃常数。

另一种方法则可称为“标准宇宙学模型法”，这种方法主要依赖于宇宙微波背景辐射的观测，以及基于标准宇宙学模型的理论推导。

其原理可以简单地描述为，宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸之后留下的最古老的光，它记录了早期宇宙物质温度和密度的涨落细节，科学家通过精确测量宇宙微波背景辐射，就可以从中推导出早期宇宙的物质、能量密度以及暗物质、暗能量等重要参数，然后再通过拟合这些参数与标准宇宙学模型中的物理规律，推算出宇宙从早期到现今的演化历程，并据此计算出哈勃常数。

科学家认为，这两种方法都没有问题，因此它们得出的数值也应该是一致的（至少是基本一致），与之对应的是，在早期的研究中，这两种方法得到的哈勃常数确实存在着重叠部分，这似乎也印证了这种观点。

但令人意外的是，随着观测水平的日益提升，这两种方法的误差也在不断减小（如上图所示），而在后期的研究中，这两种方法得到的数值就不再重叠（如上图所示），其中“距离测量法”得到的哈勃常数为73（误差为1），“标准宇宙学模型法”得到的哈勃常数为67.4（误差为0.5）。可以看到，两者之间存在着不可忽视的差异，而这也被称为“哈勃冲突”（Hubble tension）。

应该如何解释“哈勃冲突”呢？科学家推测，这应该是有一种方法的观测数据出现了较大偏差，而最大的可能就是“距离测量法”，毕竟这种方法的观测数据主要来自发射于1990年的哈勃望远镜，而“标准宇宙学模型法”的观测数据则主要来自发射于2009年的普朗克卫星，相对而言，后者更加精准，并且其观测数据还经过了多方面的验证，科学家对其充满信心。

也正因为如此，科学家对韦伯望远镜寄予厚望，作为哈勃望远镜的“继任者”，韦伯望远镜发射于2022年，它能够以前所未有的精度对宇宙深空进行观测，所以科学家乐观地认为，这台强大的望远镜有望帮助我们消除这个差异。

（↑哈勃望远镜与韦伯望远镜所观测到的同一星系，红点是被称为“标准烛光”的造父变星）

然而尽管韦伯望远镜的观测能力确实比哈勃望远镜强大得多，但韦伯望远镜的观测结果即表明，虽然哈勃望远镜的观测数据存在相对较大的误差，但其测得的数值的中值与韦伯望远镜却是一致的，这就意味着，此前通过“距离测量法”得到的哈勃常数，并不存在“观测数据出现了较大偏差”的问题。

（↑哈勃望远镜与韦伯望远镜的观测数据对比，灰点来自哈勃，红点来自韦伯）

也就是说，在使用了观测能力强大得多的韦伯望远镜之后，上述的差异依然存在，并且变得难以解释，这表明“哈勃冲突”并不是由观测精度或技术限制引起，而可能指向更深层的问题——上述两种被认为“没有问题”的方法，其实存在未知的问题。

一方面来讲，如果问题出在“距离测量法”，那么我们的宇宙学和天文学中与之相关的大量知识和理论都必须修正甚至改写，另一方面来讲，如果问题出在“标准宇宙学模型法”，那么我们的标准宇宙学模型中的很多参数就必须修正或改写，甚至还需要加入一些新的参数。

这就意味着，无论是哪种情况，人类理解的宇宙，都可能并不真实，又或者说，真实的宇宙，可能并没有按照人类理解的那样运行。就目前的情况来看，相关的研究仍在进行之中，期待在不太遥远的未来，科学家能够揭开这个巨大的谜题。