文章发表于2026-11-11 13:35:08，归属【科技前沿】分类，已有7人阅读
宇宙到底膨胀得有多快？这个问题看似简单，却困扰了天文学家数十年。2025年，一支国际团队利用一种不依赖传统测距手段的新方法，对宇宙膨胀速率完成了独立测量。结果不仅与近邻宇宙的观测数据高度吻合，也让学界对那个著名的“哈勃张力”有了更清晰的认识。
这项研究的核心，是利用宇宙中天然存在的“引力透镜”效应。通过测定极遥远天体发出的光沿不同路径抵达地球的时间差，研究人员得以从新的角度推算出宇宙的膨胀速度。相关论文一经发布，便引发了不少关注。毕竟，如果这条独立路径的测量结果成立，意味着宇宙学迎来新的转折点。
宇宙正在膨胀。这个事实早已被观测证实，但膨胀的速率——也就是哈勃常数——却始终没有一个公认的精确答案。
通俗地说，天体离我们越远，它远离我们的速度就越快。按照当前近邻宇宙的测量结果，每相距330万光年（即1百万秒差距），天体退行速度大约增加73千米每秒。这个数值，就是哈勃常数。它决定了宇宙膨胀的快慢，也关系到宇宙的年龄、尺度以及最终的命运。
过去几十年，天文学界测定哈勃常数的方式主要依赖“距离阶梯”。先通过造父变星这类已知光度的恒星确定邻近星系的距离，再借助Ia型超新星等更亮的天体向外延伸，一步步搭建起测量遥远宇宙的标尺。
这套方法已经相当成熟，但问题在于：只要其中任何一级“阶梯”存在未知偏差，最终结果就会被连带影响。更令人在意的是，用距离阶梯测出来的哈勃常数，和另一条完全独立的路线——通过宇宙微波背景辐射推断早期宇宙，然后外推至今——得到的结果对不上。
前者大约是73 km/s/Mpc，后者只有67 km/s/Mpc。这个差距虽然看起来不大，却远超出各自的误差范围。天文学家将这一分歧称为“哈勃张力”。它至今没有令人信服的解释。
这次国际团队所采用的方法，叫做时间延迟宇宙学。它不依赖造父变星，也不依赖超新星，而是把目光投向了引力透镜现象。
研究的第一作者、东京大学早期宇宙研究中心的助理项目教授肯尼斯·王这样解释：当一个大质量星系恰好位于更遥远的天体与地球之间时，它强大的引力会弯曲后方天体发出的光，就像一块巨大的透镜。如果排列足够巧合，我们就能看到同一个背景天体被弯折成多个像，每个像对应的光路略有不同，抵达地球的时间也存在差异。
关键之处在于，这些像之间的亮度变化是同步发生的，只是到达时间有先后。通过精确测定这个时间延迟，再结合对透镜星系质量分布的估计，研究人员就能计算出遥远天体的距离和退行速度，从而得到哈勃常数。
这次研究一共使用了8个时间延迟透镜系统，每一个透镜星系后方都对应着一个遥远的类星体。类星体本身是剧烈吸积物质的超大质量黑洞，亮度极高，足以在跨越数十亿光年之后仍被我们观测到。团队借助了包括詹姆斯·韦伯空间望远镜在内的最新观测数据，对每个系统进行了细致的建模和分析。
最终测得的哈勃常数，落在近邻宇宙测量结果所给出的区间内。换句话说，这个独立于传统距离阶梯的新方法，支持了那个更高的数值。
在肯尼斯·王看来，这个结果的意义不只在于提供了一个新数字。更重要的是，它提供了一条完全独立的验证路径。
“我们的测量和观测近邻宇宙的结果更吻合，与基于早期宇宙的测量结果偏差较大。”他说，“这说明哈勃张力不太可能只是各类方法里未被发现的系统误差。”
如果只是某一种测距手段出了问题，那不同方法之间通常会出现更混乱的偏差。但现在的情况是，多种针对晚期宇宙的测量手段，包括这次的时间延迟宇宙学，都倾向于更高的哈勃常数；而基于宇宙微波背景辐射的早期宇宙外推结果，则停在较低数值。这种系统性分歧，恰好符合“存在真实物理效应”的特征。
换句话说，我们目前对宇宙的理解，可能在早期宇宙和晚期宇宙之间存在某种缺失环节。可能是暗能量的性质比想象中复杂，也可能是某种尚未被发现的粒子在早期宇宙中改变了膨胀历史。无论哪种情况，都足以让宇宙学进入一个全新阶段。
不过，要说这次研究已经“一锤定音”，还为时过早。
博士后研究员埃里克·帕伊奇坦言，目前该方法的测量精度约为4.5%。而想要锁定哈勃常数、并确凿证实哈勃张力并非误差所致，精度需要提升到1%—2%。
差距看似不大，但在实际观测中意味着需要更多的高质量透镜系统、更精细的建模，以及对各项系统误差更严格的控制。
其中一个主要的不确定来源，是透镜星系内部的质量分布。肯尼斯·王指出，研究团队通常假设质量分布符合某种相对简单的模型，这种假设虽然与观测现象吻合，却很难完全确认。而这一点，直接影响到最终对光路长度和时间延迟的推算。
“我们接下来要做的，就是扩大样本，改进配套测量，把所有可能的系统误差都排查一遍。”帕伊奇说。
目前，团队已计划利用新一代空间与地面望远镜继续搜寻更多适合时间延迟测量的引力透镜系统。随着样本量的积累和建模方法的改进，他们相信将精度推进到目标区间是可行的。
这次研究的另一个重要意义，在于它彻底独立于现有所有测量体系。无论针对早期宇宙的微波背景辐射分析，还是针对晚期宇宙的距离阶梯方法，都没有直接参与其中。
这意味着，即便未来发现其中某类传统方法存在系统性偏差，时间延迟宇宙学的结果也不会随之动摇。在哈勃张力这场持续多年的争论中，这样的独立验证显得尤其珍贵。
“这是多家独立天文台和研究人员数十年合作的成果。”肯尼斯·王说，“它提醒我们，解决宇宙学中最棘手的问题，往往需要完全不同的视角。”
如果说哈勃张力的最终解决需要一场“判决”，那么时间延迟宇宙学正在努力成为那个最有分量的独立证人。而一旦证词确立，它指向的终点，可能是标准宇宙学模型之外的一片全新领域。