从引力透镜到哈勃常数! 2025新研究, 为新物理学诞生铺路?

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文丨周周

编辑丨浮光掠影

2025年12月5日，宇宙学界炸了个大新闻，东京大学团队参与的国际研究，在《天文学与天体物理学》上发表了重磅成果。

他们用一种全新的方法测宇宙膨胀速度，结果和之前晚期宇宙的测量值对上了，反而跟早期宇宙的结果差得更远，这一下把本来就热闹的哈勃张力争议，推到了新高度。

简单说，哈勃张力就是科学家测宇宙膨胀速率时，两个主流方法得出的数对不上，一个测近邻天体，得出大概73的数值，一个测宇宙大爆炸的余晖，只得出67左右。

之前还有人觉得是某一方测量出了问题，现在这个新研究一出来，这种说法就站不住脚了。

宇宙“测速”新玩法：靠引力透镜的光线赛跑

这次研究用的方法叫“时间延迟宇宙学”，原理说起来挺巧妙，靠的是爱因斯坦预言的强引力透镜效应。

简单讲，就是当一个大星系挡在地球和遥远类星体中间时，星系的引力会像放大镜一样把类星体的光线掰弯，这些被掰弯的光线会走不同的路径，有的长有的短。

类星体本身会闪烁，就像宇宙里的信号灯，这些闪烁的光信号沿着不同路径跑，到达地球的时间就有了差异。

研究人员就是靠测这个时间差，再算清楚那个“放大镜”星系的质量分布，就能直接算出宇宙膨胀的速度。

本来想，这种方法会不会像传统方法那样有误差？后来发现，它完全不依赖传统的“距离阶梯”校准。

传统方法要靠造父变星、超新星一步步算距离，每一步都可能有偏差，这个新方法直接跳过了这些步骤，相当于用了一把全新的、独立的“尺子”来量宇宙，这次研究分析了8个这样的引力透镜系统，数据来源也很硬核。

詹姆斯・韦伯太空望远镜提供了高精度的红外光谱数据，还有甚大望远镜和凯克天文台的观测结果帮忙，这些设备联手，把之前最容易出错的星系质量建模问题解决了，让测量结果靠谱了很多。

这种全新的测量思路，我觉得是这次研究最有价值的地方，它不是在原有方法上修修补补，而是开辟了一条完全独立的路，这就像两个人用不同的工具测同一根绳子，结果一样，那这个结果的可信度就大大提高了。

新结果坐实争议：标准宇宙模型真的出问题了？

这次得出的哈勃常数，和测近邻天体的结果高度一致。这就意味着，之前两种方法的矛盾，不是某一方的测量误差造成的。

埃里克・帕伊奇就说，两种完全不同的方法都指向同一个结果，大大降低了测量失误的可能，反而说明我们现有的物理理论可能需要修正。

我们现在描述宇宙的标准模型，叫ΛCDM模型，它认为宇宙是由暗能量、暗物质和普通物质组成的，引力遵循广义相对论。

这个模型之前解释了很多宇宙现象，大家都觉得很靠谱。但现在问题来了，它没法同时解释早期和晚期宇宙的膨胀速度。

肯尼斯・黄就提出，可能在宇宙大爆炸后的极早期，存在某种我们还不知道的能量形式，或者有未知的粒子，甚至引力的性质和我们现在理解的有点不一样，这些未知因素导致宇宙早期的演化轨迹，和标准模型预测的不一样。

这种争议对科学发展来说不是坏事，正是因为有矛盾，才会有人去想新方法、做新研究，就像这次的时间延迟宇宙学，要是没有哈勃张力的争议，可能也不会发展得这么快。

不过现在的测量精度还不够完美，大概有4.5%的误差。研究人员说，要想彻底搞清楚，还得把精度提升到1%到2%。

目前最大的问题是样本太少，8个透镜系统虽然够支撑结论，但每个星系的质量分布都不一样，会带来一些模型上的不确定性。

好在未来有希望解决这个问题，鲁宾天文台很快就要投入使用了，它能一次性发现数以千计的新引力透镜系统。

到时候，研究人员可以通过分析大量样本，把单个星系的特殊性带来的误差平均掉，就能更精准地测出宇宙膨胀的真实速度。

要是未来的高精度观测，还是能确认现在的这个矛盾，那我们对宇宙的认知，可能就要迎来一次大改写了。

教科书里关于宇宙组成、演化历史的内容，都可能要重新写，这听起来有点颠覆，但对科学来说，这就是最让人兴奋的时刻。

说到底，2025年的这项研究，不是给哈勃张力的争议画了句号，而是画了一个更清晰的问号。它告诉我们，哈勃张力很可能是真实的物理现象，而不是测量误差。

接下来，就看新一代的观测设备和研究人员，能不能找到这个问号背后的答案了。

你觉得，这个矛盾的背后，是我们发现了新物理，还是还有什么我们没考虑到的测量问题？

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