長久以來,天文學家一直致力於測量一個關鍵的數值:哈伯常數(H₀)。這個數值決定了宇宙膨脹的速度,進而能推算出宇宙的大致年齡。然而,隨著觀測技術的進步,我們卻陷入了一個被稱為「哈伯張力」的科學困境。簡單來說,當我們觀測距離地球較近的恆星時,得出的膨脹速度較快;但當我們回溯宇宙早期,透過觀測宇宙微波背景輻射來推算時,速度卻顯得較慢。
近年來,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的觀測數據為這場爭論注入了新的變數。天文學家利用 JWST 極高解析度的紅外線眼光,重新校準了作為「宇宙量天尺」的造父變星與一型超新星。原本科學界希望更精確的觀測能消除這種數據矛盾,但結果卻令人驚訝:JWST 的結果顯示,哈伯望遠鏡之前的觀測在關鍵距離校準上是可靠的。這意味著,哈伯張力不僅沒有消失,反而變得更加根深蒂固,暗示著我們現有的物理模型——即「標準宇宙模型」可能遺漏了某些至關重要的物理機制。
哈伯張力:兩種測量方式的數據對比
| 測量方法 | 觀測對象 | 代表數值 (km/s/Mpc) | 推論結果 |
| 近場觀測法 | 造父變星、超新星 | 約 73 - 74 | 當前宇宙膨脹速率偏高,對應不同的宇宙演化推論 |
| 遠場觀測法 | 宇宙微波背景 (CMB) | 約 67 - 68 | 膨脹歷史符合標準宇宙模型的預測 |
為什麼這兩組數據無法重合?這背後可能隱藏著「新物理」的蹤跡。科學家們提出了一些大膽的假設,例如宇宙早期可能存在某種神祕的「早期暗能量」,在宇宙誕生之初推動了額外的膨脹;或者是暗物質的本質與我們想像的不同,具有某種與普通物質相互作用的特性。甚至有人懷疑,愛因斯坦的廣義相對論在宇宙等級的尺度上是否需要微調。
這個矛盾不僅僅是數字上的爭論,它關係到人類對宇宙終極命運的理解。如果宇宙膨脹確實比預期快,且暗能量具有尚未確認的特殊性質,那麼宇宙可能會在比預想更早的時間點進入「大撕裂」狀態,屆時所有的星系、星球甚至原子都將被空間的擴張所撕裂。目前,天文學家正將目光轉向更遠的類星體與引力透鏡現象,試圖找到第三種獨立的測量方式,來判定這場宇宙級別的僵局是否能被化解,或是否真的指向新的物理規律。

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