【大澳门威尼斯人赌场官网2024年03月31日讯】（大澳门威尼斯人赌场官网记者林达编译报导）天文学家通过结合哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）和韦伯太空望远镜（JWST）的数据，对宇宙哈勃常数进行了新的测量，结果证实了以前曾测量过的哈勃常数值（Hubble constant）的准确性，从而对不同方法的测量结果之间存在的差异进行了进一步确认。这凸显了现有宇宙理论可能亟需突破。
这项新研究于2月6日发表在《》（The Astrophysical Journal Letters）上。哈勃常数是衡量宇宙膨胀速度的指标，而通过不同观测方法获得的数值之间长期存在的差异被称为“哈勃张力”（Hubble tension）。
基本概念
曾经有一段时间，科学家们相信宇宙是静态的，但随着爱因斯坦广义相对论的出现，这种情况发生了变化。亚历山大·弗里德曼（Alexander Friedmann）于1922年发表了一组方程，表明宇宙实际上可能正在膨胀，乔治·勒梅特（Georges Lemaitre）后来进行了独立推导，得出了相同的结论。埃德温·哈勃（Edwin Hubble）于1929年用观测数据证实了这一膨胀。此前，爱因斯坦一直试图通过添加一个宇宙学常数来修改广义相对论，以便从他的理论中得到一个静态的宇宙。据传，哈勃新理论出现后，爱因斯坦曾说，他试图引入宇宙常数而保持静态宇宙的努力是一生最大的错误。
哈勃常数用来衡量宇宙膨胀速度，其单位是每秒钟每百万秒差距膨胀的公里数（km/s·Mpc，百万秒差距megaparsec是一个测量宇宙中长度的单位，1秒差距约为3.26光年）。换句话说，每一百万秒差距的宇宙区域，在一秒钟的时间里都会膨胀一定的公里数。从另一个角度来看，假设有一个相对静止的物体位于一百万秒差距远，那么每过一秒，它与我们的距离就会增加几公里。
不同测量方法
那么具体是多少公里？这就是问题所在。科学家们基本上会使用三种方法来测量哈勃常数：观察附近的物体以了解其移动速度，黑洞或中子星碰撞产生的引力波，以及测量大爆炸余辉中的微小偏差，这个所谓的“余辉”也称为宇宙微波背景（CMB）。然而，不同的方法得出了不同的值。例如，跟踪观测遥远的超新星所得到的值为73km/s·Mpc，而使用普朗克卫星（Planck satellite）测量CMB得到的值为67km/s·Mpc。
就在去年，研究人员通过跟踪利用引力透镜效应看到的超新星，对宇宙膨胀进行了第三次独立测量，其中由大质量物体引起的时空扭曲充当透镜，放大了背景中的物体。这些模型的最佳拟合结果均略低于从CMB得到的哈勃常数值，差异在统计误差范围内。这是一个新方法，具有相当大的不确定性，但确实提供了一种获取哈勃常数的独立方法。
艺术科学网站（Ars Science）编辑约翰·提摩尔（John Timmer）写道：“我们利用宇宙微波背景中的信息对其进行了测量，并得到了一个值。使用当今宇宙中物体的视距离来测量它，得到的值相差大约10%。据知，这两种测量都没有问题，但没有办法达成统一。一种假设是，早期宇宙短暂地经历了某种来自排斥引力（类似于暗能量概念）的“反冲”，然后神秘地消失。但这仍是一个猜测，尽管物理学家可能会对其感到兴奋。”
利用造父变星
现在，最新的测量则在去年韦伯望远镜的数据基础之上更进一步，确认了哈勃早期对膨胀率的测量是准确的，至少对于不很大的宇宙尺度来说是准确的。但它仍然可能存在错误，这些错误可能会增加人们对宇宙更深层次的观察，特别是对更遥远恒星的亮度测量。（澳门威尼斯人赌场官网相关的文章：韦伯望远镜看到极古老星系 挑战宇宙起源学说／韦伯望远镜拍摄到M51漩涡星系壮观图像）
因此，新的研究团队对造父变星（Cepheid variable stars）进行了额外的观测，对象为5个宿主星系中共有1,000颗恒星，远至1.3亿光年，并将其与哈勃数据关联起来。韦伯望远镜能够穿透星际尘埃进行观测，这些尘埃使哈勃拍摄的这些恒星的图像变得更加模糊和重叠，因此天文学家可以利用韦伯望远镜更容易地区分单个恒星。
结果进一步证实了哈勃数据的准确性。 “我们已经跨越了哈勃观测到的整个范围，确认测量误差来自哈勃张力，”合著者兼团队负责人、约翰·霍普金斯大学物理学家亚当·里斯（Adam Riess）说，“韦伯和哈勃的结合达到了两全其美的效果。我们发现，当沿着宇宙距离阶梯爬得更远时，哈勃测量依然可靠。测量误差消除后，剩下的就是：我们可能误解了宇宙的真实性，这让人兴奋。”
看来，现有的宇宙理论亟需重新审视，或许下一个理论突破离我们不远了。◇#
责任编辑：孙芸
