一項關于宇宙加速膨脹的新測量，即哈勃常數，已將其速度縮小到67.97公裏/秒/百萬秒差距，一個大型國際研究團隊稱這是迄今爲止我們宇宙最大、最精確的3D地圖。

它基于早期宇宙膨脹産生的“氣泡”，代表了測量哈勃常數和尋找驅動它的神秘暗能量方面的重大成就，但它也加深了宇宙學的持續危機。

這是因爲，測量哈勃常數的兩種不同方法始終會産生兩個不同的結果範圍。使用勞倫斯伯克利國家實驗室的暗能量光譜儀獲得的這些結果，幾乎排除了人爲錯誤，至少在這種方法下是這樣。

伯克利實驗室的宇宙學家Nathalie Palanque-Delabrouille說：“以前沒有光譜實驗獲得過這麽多的數據，我們每個月都在繼續從100多萬個星系收集數據。”

“令人驚訝的是，僅用我們第一年的數據，我們就可以在七個不同的宇宙時間片段上測量宇宙的膨脹曆史，每個片段的精度都在1%到3%之間。”

哈勃張力 —— 可能是目前宇宙學中最大的問題 —— 源于使用標准蠟燭和標准尺子測量哈勃常數（H0）所得到的結果之間的差異。

正如我們之前所解釋的，標准燭光是具有已知固有亮度的天體 —— 造父變星和Ia型超新星。如果我們知道某物的亮度，我們就能精確地計算出它離我們有多遠。造父變星和Ia型超新星給我們的哈勃常數大約是73公裏/秒/百萬秒差距。

標准尺子是基于早期宇宙的信號。其中包括宇宙微波背景（宇宙大爆炸後大約38萬年第一次穿過宇宙的光）以及被稱爲重子聲學振蕩（BAOs）的太空“氣泡”。哈勃常數約爲67.97公裏/秒/百萬秒差距。

DESI地圖所基于的BAOs，基本上是穿過早期宇宙等離子體霧的球形聲密度波。當霧消散時，宇宙中物質的密度被凍結在這些球形氣泡中。很明顯，物質已經四處移動，但如果你知道該尋找什麽，就可以識別出星系的球形排列。

這些氣泡的半徑是固定且已知的；大約是1.5億秒差距。因此，如果天文學家在遙遠的太空中看到一個BAO，因爲他們知道它有多大，他們也可以計算出它有多遠。這樣就可以測量哈勃常數。

在對天空的調查中，DESI凝視了110億光年的巨大時空，測量了它所能看到的BAOs。而且，當與宇宙微波背景的測量相結合時，結果堅定地站在標准規則陣營。然而，即使沒有CMB, BAOs測量似乎也排除了更高速度的可能性。

猶他大學的物理學家凱爾·道森（Kyle Dawson）表示：“我們傾向于發現H0的值在67-68公裏/秒/百萬秒差距的範圍內，即使在改變數據樣本或宇宙膨脹曆史的假設時也是如此。這些BAO數據使我們能夠有力地說，當使用從早期宇宙物理學校准的標准標尺時，H0的數值小于70公裏/秒/百萬秒差距。”

“這給哈勃張力留下了兩種可能的解釋：必須考慮新的物理因素，才能正確校准早期宇宙物理中的標准標尺，或者在從局部幾何距離估計到哈勃流中的距離估計的SN+造父變星測量的自舉過程中，沒有適當考慮一些系統誤差源。”

這裏的大問題是，最近用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡進行的標准燭光測量似乎相當穩定地在73公裏/秒/百萬秒差距，用目前的測量和數據彌合兩者之間的差距似乎越來越不可能。畢竟，這意味著新的物理學可能是答案。

但這項新的測量只是邁出了一步，僅基于一年的DESI數據，其精確度遠高于上一代實驗花費10年才獲得的結果。它揭示了我們目前使用的λ冷暗物質（LCDM）宇宙模型的一些微妙偏差，該模型是基于暗能量和暗物質的特定模型。

物理學家凱爾·道森說：“這種增加的精確度使我們進入了我們20年來一直在尋找的狀態，在這個狀態下我們可以有意義地測試暗能量的本質。”

“僅使用DESI BAO和CMB的結果最好用一個與標准LCDM模型相差2.6西格瑪的模型來描述。雖然還不是新物理證據的3西格瑪水平，但這種與過去20年假設模型的不一致程度讓我們都期待著三年樣本的測量。”

“我們已經證明，第一年開發的分析技術是可靠的，我們預計下一次測量將更加精確。我們等不及了。”

該團隊在美國物理學會三月會議上展示了他們的研究結果，並在預印本服務器arXiv上提供了這些結果。

如果朋友們喜歡，敬請關注“知新了了”！