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探索宇宙奥秘 · 理性思考
这把钥匙几十年来一直没配好。用不同方法测量出的哈勃常数,竟然会“左右互搏”,给出的数值总差那么一口气。这个让全球宇宙学家头疼不已的难题,被称为“哈勃张力”。就在几天前(2026年2月21日),一个国际团队宣布,他们终于拿出了一份让各方都信服的“终极答卷”,首次将哈勃常数的测量精度推进到1%。 但这并没有平息争论,反而让那个古老的谜团变得越发扑朔迷离。
第一套尺子,叫做“早期宇宙探针”。科学家通过精确测量宇宙微波背景辐射(大爆炸后留下的余晖),可以推算出宇宙在婴孩时期的“配方”——有多少普通物质、暗物质和暗能量。然后,利用我们目前最得意的宇宙学标准模型(ΛCDM模型),像放电影一样,让这个婴孩宇宙演化138亿年,算出现在它应该长多大、膨胀多快。这个方法得到的哈勃常数大约是67 km/s/Mpc(单位意思是:每隔326万光年,星系远离我们的速度就增加67公里每秒)。
一个是理论推导出的“标准答案”,一个是实地测量的“现场数据”。两者相差了约10%,而且各自都信誓旦旦,声称自己的误差极小。这种分歧就像用两个顶级秒表给同一场短跑计时,一个显示9秒,一个显示10秒,但都坚称自己的表精确到小数点后十位。这绝不是谁测错了,而是指向了一个可怕的可能:我们对宇宙最基本的认知,可能漏掉了某个关键拼图。
过去,各家各派都用自己最擅长的“尺子”测量,得出的73.0、72.8、73.2等数值虽然接近,但总有细微差别。因为每种方法都有其独特的校准步骤和系统误差,就像用木尺、钢尺和皮尺去量同一条路,结果总会有些出入。
2025年,在伯尔尼国际空间科学研究所的一次特别研讨会上,这群顶尖的宇宙学家决定干一件大事:他们不再各说各话,而是把所有测量方法摆到桌面上,共同开发了一套全新的统计框架。
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当尘埃落定,这个万众期待的统一数值,却依然坚定地站在了73 km/s/Mpc这一边,与早期宇宙预言的那个67针锋相对。而且,由于精度提高,两者之间的分歧非但没有缩小,反而被放大到了超过5倍标准差。在物理学里,这意味着“铁证如山”级别的差异,几乎不可能是巧合或观测误差。
所以,这个耗费心力的统一测量,难道只是让原本的矛盾更尖锐了?恰恰相反,这才是它最大的价值所在。
这就好比法庭上控辩双方各执一词,法官无法断案。现在,科学家相当于请来了全球最顶尖的取证专家,用最高精度的仪器重新鉴定了一遍证据,然后宣判:检方和辩方的证据都绝对可靠,但结论就是矛盾的。那么,问题只能出在庭审的“法律条款”本身。
放在宇宙学里,这个“法律条款”就是我们引以为傲的ΛCDM标准宇宙模型。这个模型在过去几十年里几乎解释了所有观测现象,但它显然无法解释为什么宇宙现在要“造反”,膨胀得比预期更快。
这就像是在告诉我们,物理学那片看似晴朗的天空中,一场暴风雨可能正在酝酿。而这个精准到1%的哈勃常数,就是探测到风暴的第一片气压计。
对于中国读者来说,这场风暴的中心,我们不仅没有缺席,反而正在成为重要的参与者。中国的CSST(中国空间站工程巡天望远镜),也就是我们常说的“中国哈勃”,计划于不久后发射。它将以其超大的视场,对数千颗造父变星和Ia型超新星进行精确观测,从独立的路徑对哈勃常数进行测量。同时,利用FAST“中国天眼”观测中性氢星系,也是测定距离的独门绝技。
可以预期,在解开哈勃张力这个世纪之谜的征程中,来自中国的观测数据,必将成为拼图上不可或缺的一块。而当我们最终搞懂了宇宙为何如此任性膨胀时,一个全新的物理学时代,也就真正拉开了大幕。
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