浙江
数十年来,天文学家一直依赖两种截然不同的测量方法来推算宇宙的膨胀速度。如今,曾亲手开创其中一种测量方法的先驱者之一,却公开对这套体系的可靠性发出了警示。
这场争论的核心,牵涉到一个物理学界至今仍未彻底摸清底细的神秘存在——暗能量。它究竟是恒定不变的一种宇宙常数,还是会随着时间推移不断演化的动态力量?这个问题的答案,或将直接决定人类对宇宙终极命运的理解方式。
一场持续三十年的"哈勃张力"之争
故事要追溯到上世纪九十年代末。当时,天体物理学家亚当·里斯领衔的一支团队,以及索尔·珀尔马特领衔的另一支团队,分别独立研究了一类被称为Ia型超新星的遥远爆发恒星。
暗能量是一种神秘的力量，它驱动着宇宙的膨胀。国家光学-红外天文研究实验室
按照当时的理论模型,宇宙中全部物质所产生的引力,理应使宇宙膨胀的速度逐渐放缓,这一效应本应清晰地反映在超新星的观测数据当中。然而两支团队却惊讶地发现,现实情况恰恰相反——宇宙的膨胀速度,竟然在持续加速。
这一发现,最终为里斯、珀尔马特以及另一位研究者布莱恩·施密特赢得了2011年诺贝尔物理学奖。他们的研究成果后来被整合进"拉姆达冷暗物质模型",简称ΛCDM,其中的希腊字母Λ,正代表着那个据信正驱动宇宙加速膨胀的暗能量宇宙常数。
真正的麻烦在于,科学家们始终无法就宇宙膨胀的具体速度达成一致。欧洲空间局的普朗克卫星,依据ΛCDM模型与宇宙微波背景辐射——即宇宙早期遗留至今的古老光线——推算出的膨胀速度约为每秒67公里每百万秒差距。
而里斯领衔的SH0ES团队,则通过测量邻近星系之间的距离,得出了截然不同的结果,数值接近每秒73公里每百万秒差距。这两个数值之间的持续分歧,后来被业界称为"哈勃张力"。
科学家们原本坚信,随着观测精度的不断提升,这两个数值终将逐渐趋同、消除分歧。但现实却朝着相反方向发展——测量精度越来越高,分歧却依然顽固地存在,始终无法被简单归结为仪器误差。
暗能量光谱巡天仪的新发现:暗能量本身或在悄然演变
位于亚利桑那州图森市附近的基特峰国家天文台的暗能量光谱仪。NOIRLab/KPNO/NSF/AURA/P. Marenfeld
真正让局势变得更加扑朔迷离的,是暗能量光谱巡天仪(简称DESI)所带来的最新观测数据。这台仪器通过绘制数以百万计的星系与类星体分布图谱,重建了宇宙在数十亿年间的膨胀历史。
单独来看,DESI最初的测量结果似乎与ΛCDM模型保持一致。但在2025年3月,研究团队宣布,当他们将这些数据与宇宙微波背景辐射及超新星观测结果结合分析后,却发现暗能量的性质,可能远不如此前设想的那般恒定不变。
这一发现之所以令人震动,恰恰在于ΛCDM模型的传统设定中,那个代表暗能量的Λ本应是一个恒定不变的常数。一旦这一前提被证明并非绝对成立,便意味着当前这套最为简化的标准宇宙学模型,或许远未能讲述宇宙演化的全部真相。
里斯本人也公开承认了这一发现的不寻常之处。在他与天文学家阿莱克西·勒奥托合著、于2025年8月发表的论文中，两人直言:"ΛCDM模型正在出现越来越明显的裂缝。"
“创世之柱”，是由星际气体和尘埃组成的巨大柱状结构，距离地球近 7000 光年。美国宇航局
论文进一步指出,越来越多的证据表明,标准宇宙学模型正日益难以完整解释宇宙微波背景辐射、重子声学振荡测量以及经过本地校准的Ia型超新星数据所共同揭示出的宇宙膨胀历史全貌。这一消息公开后,网络上迅速涌现出各种关于其深远含义的猜测与讨论,一位天体物理学家发布的相关视频,浏览量甚至突破了26万次,并大胆宣称人类可能正处于抛弃标准宇宙学模型的历史转折点上。
然而,事情远未到可以下结论的地步。就在2026年7月,DESI研究团队公布了一项利用"莱曼阿尔法森林"技术得出的全新分析结果——这项技术通过观测古老类星体的光线穿越宇宙中氢气云层时所形成的特殊图案来进行测量。
这项新分析的测量精度更高,而其得出的中心数值,却反过来朝着ΛCDM模型原本预测的方向靠近,这在一定程度上又为"暗能量正在发生演变"这一假说增添了新的复杂性。归根结底,天文学家们至今仍无法完全确定当前宇宙的真实状态,也无法确定宇宙究竟正以怎样的速度膨胀。
但可以确定的是,这无疑是宇宙学研究领域最令人兴奋的时刻之一,人类对宇宙本质的理解,或许即将迎来又一次颠覆性的转变。哈勃张力这道悬而未决的裂缝,究竟会随着未来更精密的观测逐渐弥合,还是会最终撕裂整个标准宇宙学模型的根基,答案或许就藏在下一代望远镜与巡天项目所积累的数据之中。
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