百年未解!哈勃常数测出两个宇宙年龄,暗能量演化或成关键

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文 | 环球 编辑 | 小策 1925年,美国天文学家埃德温·哈勃在《天体物理学杂志》发表了一篇论文。 这篇关于NGC6822星云距离测量的文章,当时没引起太多公众关注,却悄悄改变了人类对宇宙的认知。 那会儿天文学界正吵得

  文 | 环球

  编辑 | 小策

  1925年,美国天文学家埃德温·哈勃在《天体物理学杂志》发表了一篇论文。

  这篇关于NGC6822星云距离测量的文章,当时没引起太多公众关注,却悄悄改变了人类对宇宙的认知。

  那会儿天文学界正吵得不可开交。

  一派认为银河系就是整个宇宙,另一派觉得那些模糊的星云可能是独立的"岛宇宙"。

  哈勃用威尔逊山天文台的胡克望远镜,对着NGC6822拍了50多张底片。

  他在这些照片里找到了11颗造父变星。

  这种恒星会周期性脉动,亮度变化周期和真实亮度直接相关。

  这个规律是十几年前哈佛大学的勒维特发现的,可惜这位女科学家没能看到自己的发现改变世界。

  哈勃根据造父变星的周光关系,算出NGC6822距离我们约214千秒差距。

  这个距离远超当时认为的银河系直径,直接证明它是银河系外的独立星系。

  那个"银河系中心论"的时代,算是彻底翻篇了。

  科学发现有时候就像排队买东西,前面总有人已经站在队伍里了。

  哈勃1929年发表宇宙膨胀的观测结果时,比利时的勒梅特其实两年前就在法文论文里推导出类似结论了。

  勒梅特不仅提出膨胀宇宙模型,还给出了星系退行速度和距离的数学关系。

  可惜这篇论文用法文写的,当时天文学界又不太看得上理论物理,结果就这么被忽略了。

  直到21世纪,天文学界才正式把"哈勃定律"改叫"哈勃-勒梅特定律"。

  哈勃最初测的那个膨胀速率,后来被叫做哈勃常数,数值是500km/s/Mpc。

  现在看来这个数字明显偏高,主要是因为当时测距不够准。

  就像用尺子量桌子,尺子本身刻度就有问题,量出来的结果自然差得远。

  到了80年代,哈勃空间望远镜专门搞了个关键项目来测这个常数。

  这次精度提高不少,把数值修正到72左右。

  本来以为这下该尘埃落定了,没想到新的问题又来了。

  现在测哈勃常数主要有两派方法。

  一派用造父变星和Ia型超新星,测出来大概73;另一派分析宇宙微波背景辐射,结果是67。

  这两个结果差了差不多10%,而且都宣称自己的误差很小,不太可能是测量失误。

  这个分歧可不是简单的数字游戏。

  哈勃常数直接关系到宇宙年龄的计算。

  用73算出来宇宙大概134亿岁,用67算则是138亿岁。

  你说宇宙总不能有两个年龄吧?这背后肯定藏着我们还没搞懂的物理规律。

  测量哈勃常数就像爬楼梯,得一级一级往上走。

  最底层是用视差法测银河系里的造父变星,然后用这些星校准邻近星系的距离,再用Ia型超新星把尺子延伸到更远的地方。

  每一级都可能有误差,累积起来就麻烦了。

  中国的赵公博团队最近有个新发现,他们分析暗能量光谱仪的数据,觉得暗能量可能不是恒定不变的。

  如果暗能量会随时间变化,或许就能解释哈勃常数的测量差异。

  这个想法挺大胆,要是真成立,整个标准宇宙模型都得改。

  科学家们当然不会干等着。

  詹姆斯·韦伯望远镜已经开始用更高精度观测造父变星了。

  未来还有LISA引力波探测器,打算通过双中子星并合事件直接测距。

  这些新工具说不定能帮我们跳出现在的困境。

  从哈勃当年用胡克望远镜拍底片,到现在用韦伯望远镜看百亿光年外的星系,这一百年宇宙学进步真不小。

  但越研究越发现,我们知道的可能还只是冰山一角。

  哈勃常数这点争议,说不定正是推开新物理大门的钥匙。

  回想1925年,哈勃那篇论文发表时,谁能想到一个距离测量会引发这么多米诺骨牌效应。

  从推翻银河系中心论,到发现宇宙膨胀,再到今天的暗能量之谜,科学探索就是这样,解决一个问题,总会冒出更多新问题。

  现在天文学界把哈勃定律改名,承认勒梅特的贡献,这种修正挺有意义的。

  它告诉我们,科学发现从来不是孤军奋战,有时候只是有人先看到了冰山,有人先画出了海图。

  重要的不是谁第一个发现,而是我们一起向着真相走了多远。

  哈勃常数的争议还在继续,说不定未来还会有新的测量方法,新的理论解释。

  但这种争议正是科学的魅力所在。

  就像当年人们争论地球是不是宇宙中心一样,每一次认知突破,都让我们更清楚自己在宇宙中的位置。

  从认为银河系就是一切,到知道宇宙在不断膨胀,人类的宇宙观越来越宏大。

  但这份宏大背后,是无数科学家像哈勃、勒维特、勒梅特这样,拿着简陋的工具,一点点丈量出来的。

  现在的我们,不过是站在他们肩膀上,继续这场探索之旅。

  未来的某一天,当我们终于搞清楚哈勃常数的真相,解开暗能量的秘密,别忘了回头看看1925年那张模糊的底片。

  正是那张照片上的11颗造父变星,开启了人类认识宇宙的全新篇章。

  科学就是这样,一步一个脚印,向着未知进发。

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