歐洲航天局(ESA)蓋亞衛星最新數據顯示,宇宙的膨脹速度比普遍認爲的要快9%,目前科學家們還不知道原因。這種差異是顯著的,也是有問題的,因爲宇宙膨脹速度被認爲是宇宙學中最基本的數字。

對於膨脹中的宇宙一般理解爲,恆星或星系離我們的距離越遠,它逃離我們的速度越快。埃德溫•哈勃在20世紀20年代提出哈勃常數,回答了速度-距離比是多少。

事實上,宇宙正在膨脹是它最重要和最基本的特性之一。它使我們能夠確定宇宙的組成、年齡和未來的命運。所有這些都與永恆的哈勃常數有關。

測量這種速度的一個方法是觀察Ia型超新星的紅移,它的光隨着它所佔據的空間膨脹而膨脹。然而,主要的問題是確定這些恆星的確切距離。

2011年因證明宇宙加速膨脹而獲得諾貝爾物理學獎的Adam Riesz,是一個致力於開發超精確測量距離的團隊一員。2016年,他們利用哈勃太空望遠鏡從造父變星(高光度週期性脈動變星)的光度中計算到星系的距離,獲得的哈勃常數爲大約每秒73千米百萬秒差距,而從宇宙微波背景輻射的觀測結果推斷的是每秒67千米每百萬秒差距。

這種差異意味着,隨着每一個連續百萬秒差距(330萬光年),星系遠離我們的速度增加了73千米/秒,而不是67千米/秒。問題是,在描述宇宙年齡和組成的模型中,以及物理基本定律中,這個值被考慮在內。

直到最近,科學家們認爲,隨着測量結果變得更加精確,這種不一致會消失,並沒有去證實這種差異。基於蓋亞發佈的第二組數據,最新的計算數據給出的值爲每秒73千米百萬秒差距,誤差爲百分之二。這一估計與ESA普朗克衛星對大爆炸之後37.8萬年宇宙膨脹觀測結果所獲得的哈勃常數值強烈矛盾 。Adam Riesz表示,如果這種情況繼續下去,那麼最終我們將會在宇宙中找到一種新物理學。

現在,爲什麼哈勃常數的值在以兩種不同的方式計算時不一致,科學家們對此還沒有答案。其中一個建議是因爲加速了宇宙膨脹的暗能量正變得越來越強。然而,目前還不清楚爲什麼會發生這種情況。隨着空間膨脹,可能會產生相反的效果。另一種可能性是,第四種還沒有被觀測到的惰性中微子歪曲了計算。如果發現暗物質相比預測當前模型與更多正常物質相互作用,那它也可能是造成這種差異的原因。

科學家們表示,解決這一爭論,將有助於觀測引力波,這將使我們能夠以一種新的、獨立的方式計算哈勃常數。

相關文章