科學家就哈勃常數差異問題，進行了激烈辯論，也許都是錯的

2020-10-18 博科園

天文學家、天體物理學家和粒子物理學家現在聚集在加州大學卡弗裡理論物理研究所，討論對哈勃常數不同測量值的嚴重性。他們聚在一起討論一個問題，這個問題已經成為天體物理學家關注的一個主要問題——計算出宇宙實際膨脹的速度有多快。基於研究宇宙大爆炸發出的光，估算值與使用超新星數據計算的值不同。

簡單地說，科學家利用涉及最古老宇宙歷史研究數據計算出的哈勃常數值，與那些涉及研究更近期活動的數據不同。而它之所以成為如此熱門的話題，是因為如果找不到一個合理的原因來解釋這種差異，該領域科學家們可能不得不徹底反思宇宙是如何運作的。爭論的基礎可以追溯到20世紀20年代，當時埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)指出，宇宙中越遠的物體似乎在以更快速度相互遠離。

理論學家認為，可以用一個固定的數字來表示宇宙膨脹速度——因此，哈勃常數誕生了。它被定義為宇宙膨脹的速度。正如它的名字所暗示的，理論表明它是一個單一不變的數字。但是，尋找哈伯常數真實值的實驗結果喜憂參半。其中一項技術涉及使用來自測量宇宙微波背景設備的數據，這是大爆炸後不久發出的光。這些研究表明，哈勃常數為67.4 km/s/Mpc，錯誤率僅為0.5 km/s/Mpc。

與此同時，其他使用超新星數據的研究發現，這個常數為74.0 km/s/ mpc，與第一個錯誤率相差甚遠。顯然兩者都不可能是正確的，除非在宇宙早期膨脹期間發生了一些奇怪的事情。一些物理學家認為，當時可能存在一種不同的暗能量將宇宙推開，這也是造成這種差異的原因。無論如何，在會議上，研究人員投票反對稱其為一場危機，這表明該領域幾乎沒有人準備好拋出解釋宇宙如何運行的主要理論——至少現在沒有。

博科園｜Copyright Science X Network/Bob Yirka,Phys

參考期刊《Science》

DOI: 10.1126/science.365.6451.306

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  • 為什麼哈勃常數並不是一個常數?
    然而，所有這些運動都嵌入到膨脹空間的結構中，所以測量/觀測到的紅移或藍移是空間膨脹和遠處被觀測物體運動的組合。但是空間的膨脹不僅僅是一種觀測現象；它在實際觀測之前就已經在理論上被預測出來了。早在1922年，一位名叫亞歷山大·弗裡德曼的蘇聯科學家就在愛因斯坦的廣義相對論中找到了時空方程的一個非常特殊的解。
  • 為什麼修正哈勃常數可以改變我們對宇宙的看法？
    而且，有趣的是，哈勃常數是計算星系間距離所需的數值之一。然而，哈勃常數存在一個巨大的問題。我們有幾種高度精確的方法來確定哈勃常數，而這些方法有不同的結果，原因不明。這可能是我們測量技術的校準問題，可能是暗能量的一些未知屬性，也可能是我們對基礎物理學的理解不完整造成的。要解決這個問題，很可能需要獲得諾貝爾獎的那種突破。
  • ——矛盾的哈勃常數
    宇宙學中一定有什麼地方出了問題。這一不安來自對宇宙目前膨脹速度的測量，也就是哈勃常數。 大型國際天文學家團隊通常會使用兩種方法來測定它。所有的團隊都極度的審慎，仔細檢查並核對了自己的結果，他們的測量看上去都確鑿無疑。然而，用一種方法測到的數值就是無法與另一種方法測到的相符。
  • 4種哈勃常數現身,宇宙亂套了?現實版三體危機爆發,細思極恐!
    90年前，天文學家埃德溫·哈勃展示了宇宙比先前想像的更大的數量級--整個宇宙都在膨脹。這種膨脹的速率是一個叫做哈勃常數的數字。然而，這是一個不可靠的數字。使用不同技術的測量產生了不同的結果，即使研究人員改進了他們的觀察結果，這些數字也沒有顯示出收斂的跡象。這是來自天文學家和物理學家的奇怪信息，他們想知道他們是否需要修改宇宙歷史。
  • 科學家:哈勃常數可以證明
    科學家們認為在宇宙學的標準模型中，暗物質和暗能量佔據了宇宙70%以上的比重，正因為如此才使得宇宙在不斷地加速膨脹之中， 但科學家們同時也遇到了一個問題，當他們使用不同的方法來測量宇宙膨脹的速度時，得到的結果卻彼此不同。通常來講，科學家們用於測量宇宙膨脹的方法有以下幾種。
  • 新哈勃常數值挑戰現有宇宙學標準模型
    1929年，美國科學家埃德溫·哈勃成為第一個發現宇宙膨脹的人，當時他還發現大多數星系都在遠離銀河系，且距銀河系越遠的星系，其離開銀河系的速度也越快。這些星系遠離銀河系的速度和星系與銀河系的距離的比值大致恆定，這一比值被稱為哈勃常數。哈勃常數反映的是宇宙膨脹，因此它非常重要。
  • 科學家再次證明哈勃常數正在加速,星系和星體正在快速遠離地球
    也許許多人認為宇宙中的星體是保持固定的，最多它們會在「原地轉圈」，但科學家卻早已發現宇宙中的各種星體星系等等正在快速的遠離我們。科學界稱這個現象為「宇宙加速膨脹」，目前的標準宇宙模型使用哈勃常數來描述宇宙膨脹的加速度。