
统一观测以达成单一哈勃常数。图片来源:亚当·里斯
跨学科专家联合,提出统一测量 Hubble 常数的全新方法
一支国际天体物理学家合作团队汇聚了领域内的顶尖专家,制定了一种统一的 Hubble 常数测量方法。该成果于2026年发表于《Astronomy & Astrophysics》,有望让我们更接近揭示宇宙为何看似比标准宇宙学模型预测的膨胀速度更快的谜团。
1. Hubble 常数的直观意义当天文学家观测遥远星系时,会发现它们与我们银河系的距离与它们远离我们的速度之间存在明显的正相关趋势。这个惊人线性关系由一个名为 Hubble 常数的常数描述,表明宇宙今天的膨胀速率。进而它可用来计算自大爆炸以来已过去的时间——目前我们对宇宙年龄的最佳估计。
2. 未解的谜题然而,这种表面上的简洁掩盖了宇宙学中最深层的神秘之一。研究人员从包含我们对宇宙膨胀最精确理论认识的宇宙学模型(基于对早期宇宙的观测)中推断出的 Hubble 常数,与通过直接、局部天文测量得到的数值显著不一致。
“主流宇宙学模型预测 Hubble 常数应该比我们直接测得的值小 10%。” 解释这一现象的首席作者 Stefano Casertano(位于巴尔的摩的空间望远镜科学研究所)表示。 “这就是所谓的 Hubble 紧张(Hubble tension),两种模型与测量的差异超过两种不确定性的五倍。”
这一不匹配提示了宇宙膨胀中尚未完全解释的物理机制。但在研究人员能更深入探讨 Hubble 紧张的根源之前,首先要解决自家测量方法之间的差异。
过去数十年,出现了多种测量 Hubble 常数的方法——虽然它们的结果大体相近,却并不完全一致。由于这些技术依赖不同的距离指标与校准步骤,天体物理学家很难以统计上严格的方式将它们合并为单一、统一的测量值。
3. 统一预测2025 年,伯尔尼的国际空间科学研究所(ISSI)通过举办一场专题研讨会来解决这个问题。通过该活动,所有该领域的专家被邀请汇聚一堂,确定这些测量中哪些是共享的、哪些是独立且相互强化的。
“随后我们制定了一个统计框架,能够正确地合并所有这些测量,并识别任何可能的不一致性。” 共同作者 Adam Riess(同空间望远镜科学研究所)说明。
通过这一彻底的途径,合作团队成员能够就一套兼容且在各技术间一致的测量值达成共识。由此,他们能够为 Hubble 常数提出一个单一的数值。
“这是迄今为止最精确的测量,实现了首次 1% 的准确度。” Casertano 如是说。 “我们还发现,没有单一测量或线程对结果至关重要;任何组件都可以被完全剔除,Hubble 常数的数值几乎保持不变。”
4. Hubble 紧张仍存重要的是,新值进一步尖锐化了与早期宇宙预测的差距,对应超过五个标准差的紧张度。并不是通过更高的精度降低了分歧,反而证实了其仍然具有统计显著性。
“确认 Hubble 紧张让我们更迫切地重新审视当前宇宙学模型的基础,并识别任何可能改变宇宙演化的新现象。” Riess 如此指出。
通过这项改进的 Hubble 常数测量,合作团队希望研究人员能够进行迄今为止最严格的检验,或许能让我们更接近解决宇宙学中最深层的谜团之一。
勇编撰自论文"The Local Distance Network: A community consensus report on the measurement of the Hubble constant at ∼1% precision".Astronomy & Astrophysics.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。