哈伯張力變得更加緊張——新的測量結果表明，宇宙的膨脹速度超出了我們目前對物理學的理解所能解釋的速度。
在過去的十年裡，宇宙學陷入了日益嚴重的危機。推動它的是觀察，首先由以及後來，宇宙正在以不同的速度膨脹，這取決於天文學家的觀察位置。
現在，利用我們宇宙後院的星系團得出的新結果進一步證實了這種差異，為宇宙學的重大重寫開闢了道路。研究人員於 1 月 15 日在《天體物理學雜誌通訊。
「緊張局勢現在變成了危機，」主要作者丹·斯科尼克杜克大學物理學教授在一份聲明中說。 “從某種程度上來說，這意味著我們的宇宙學模型可能會被打破。”
有兩種計算哈伯常數（量化宇宙膨脹速度的數值）的黃金標準方法。第一個是透過測量宇宙微波背景 (CMB) 中的微小波動來獲取的，這是宇宙第一束光的古老快照，包含在微波靜電中，僅在 38 萬年後產生。。
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第二種方法在更近的距離（在宇宙的後期生命中）使用稱為脈動恆星的。造父變星正在慢慢死亡，它們的外層氦氣隨著吸收和釋放輻射而膨脹和收縮，使它們像遙遠的信號燈一樣閃爍。
隨著造父變星變得更亮，它們的脈動變得更慢，使天文學家能夠測量恆星的固有亮度。透過將實際恆星亮度與從地球觀測到的亮度進行比較，並使用 Ia 型超新星（在各處以相同的光度爆炸）作為錨點，天文學家可以將造父變星讀數連結成“宇宙距離階梯” 更深入地觀察。
但這就是令人頭痛的地方。使用宇宙學家利用普朗克衛星測量 CMB，獲得了大約 67 公里每秒每兆秒差距 (km/s/Mpc) 的哈伯常數。
這個結果，與早期宇宙的其他測量，與預測一致宇宙學標準模型。但它很快就被造父變星距離梯測量結果反駁，該測量結果顯示膨脹率為73 km/s/Mpc——這個值遠遠超出了普朗克測量的誤差範圍，並且清楚地表明宇宙的膨脹速度遠遠快於理論允許。
天文學家對這種分歧的原因提出了各種解釋，其中一些試圖找出答案結果內。與此同時，其他人進一步加劇了緊張局勢距離階梯測量。
為了進一步調查這種緊張局勢，這項新研究背後的團隊使用了一個距離梯子有數據取自暗能量光譜儀 (DESI)，該儀器可以精確定位數百萬個星系的每月位置，以研究宇宙如何膨脹到今天。
然而，儘管原始DESI 數據為宇宙學標準模型產生了類似的令人不安的結果（哈伯常數為76.05 km/s/Mpc，甚至超出了普朗克測量的誤差範圍），但到其階梯第一級的距離存在不確定性附近的後發星系團使這項發現變得混亂。
「DESI 合作完成了真正困難的部分，他們的梯子缺少第一級，」Scolnic 說。 「我知道如何獲得它，而且我知道這將為我們提供對哈伯常數最精確的測量之一，所以當他們的論文發表時，我完全放棄了一切，馬不停蹄地致力於這項工作。”
為了確定 DESI 的估計，Scolnic 和他的團隊研究了分佈在後發星團中的 12 顆不同的 Ia 型超新星。他們發現這個星團距離地球大約 3.2 億光年——這項估計在過去半個世紀的測量中已經過時了。
隨著第一級的固定更加牢固，更新的距離梯返回了 76.5 km/s/Mpc 的結果，進一步證實了張力及其撤銷宇宙學標準模型的潛力。然而，什麼可以取代或修改這個已有 40 年歷史的理論仍不清楚。
「我們現在正對我們已經使用了兩個半世紀的模型施加非常大的壓力，我們發現事情並不匹配，」斯科尼克說。 「這可能會重塑我們對宇宙的看法，這令人興奮！宇宙學中仍然存在驚喜，誰知道接下來會出現什麼發現？”
