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退役仍发威! 阿塔卡马望远镜数据, 让宇宙膨胀之争再升级?

         发布日期:2025-12-18 07:46    点击次数:97

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文丨阿李

编辑丨青青子衿

2022年就退休的阿塔卡马宇宙学望远镜,居然在2025年搞出了宇宙学领域的大新闻,它留下的最后一批观测数据,不仅实锤了困扰科学家多年的“哈勃张力”,还一口气否定了30种试图解释这一现象的理论模型。

一台退役设备能有这杀伤力,属实让人没想到,也让宇宙膨胀速率的争议,从“可能是误差”变成了“必须面对的谜题”。

高清“宇宙老照片”:坐实哈勃张力不是错觉

哈勃张力说起来其实很简单,就是用两种方法测宇宙膨胀速率,结果死活对不上。

一种是看宇宙大爆炸后的“余温”,也就是宇宙微波背景辐射,算出来的速率大概是每秒67公里每百万秒差距,另一种是看近处的星星,比如造父变星和Ia型超新星,算出来的速率大概是每秒73公里每百万秒差距。

以前不少人觉得,可能是某台仪器测错了,或者方法有问题,但ACT望远镜的最后一批数据,直接把这个借口堵死了。

这台架在智利沙漠5190米高地上的望远镜,主镜直径有6米,比之前欧洲航天局的普朗克卫星大得多。

它花了近十年时间观测,拍下的宇宙微波背景辐射偏振图,精度是普朗克卫星的5倍。这么说吧,普朗克卫星拍的是“模糊版宇宙老照片”,ACT拍的是“高清无码版”。

卡迪夫大学的科学家说,这就像擦干净了眼镜,看清细节后,整个图景都不一样了。

ACT测出来的膨胀速率,和普朗克卫星的结果几乎完全一致,这说明两种基于宇宙早期的测量方法都没问题,问题只能出在测量对象本身,或者我们对宇宙的基本认知上。

哥伦比亚大学的科学家也证实,ACT的数据是独立观测的,和普朗克卫星不仅温度数据吻合,偏振数据也一致,这就排除了单一实验的系统误差,哈勃张力不是错觉,是真真切切存在的宇宙谜题。

30种理论被“打脸”:科学就是排除错误找真相

面对哈勃张力,物理学家们早就脑洞大开,提出了30多种扩展理论模型。

有的说宇宙早期有额外的暗能量,有的说中微子的物理性质和我们想的不一样,还有的说存在没发现的轻质粒子,这些模型听起来都挺有道理,不少还被寄予厚望,但ACT的数据一出来,这些模型全被泼了冷水。

研究团队用一种叫贝叶斯统计的方法,逐一对比每个模型的预测结果和ACT的观测数据。结果发现,没有一个模型能完美契合数据,也没法解释那6公里每秒的速率差异。

比如有个“早期暗能量”模型,说宇宙刚诞生时存在额外能量,能加快膨胀速度,这样就能调和两种测量结果。

但ACT拍到的小尺度宇宙信号,和这个模型的预测完全对不上,还有修改中微子物理的模型,也因为和观测数据冲突被排除了。

卡迪夫大学的科学家说,他们不是故意要推翻这些模型,只是客观评估,但结果很明确,这些看似合理的解释,都过不了高精度数据这一关,一下子排除30种理论,看似是科学研究的“倒退”,其实是大大的进步。

科学研究有时候就像破案,排除了30个嫌疑人,虽然还没找到真凶,但范围小多了,不用再在错误的方向上浪费时间和精力。

以前大家可能在这30种模型里反复纠结,现在ACT直接划了红线,告诉大家“这些路走不通”,研究者就能把精力放在更根本的方向上。

当然谜题还没解开,接下来科学家们有两个主要方向,要么是重新检查近处星星的测量方法,看看是不是距离校准出了细微偏差,要么就是承认现有宇宙学模型有缺陷,需要更根本性的理论创新。

比如修改暗能量的性质,或者重新理解引力在宇宙尺度上的作用,而且ACT的价值还没耗尽,它的数据集会和未来的新设备数据结合。

正在建设的西蒙斯天文台,会做更高灵敏度的观测,欧洲航天局计划的LiteBIRD卫星,会专门研究原初引力波,韦布空间望远镜也在观测更遥远的星星,优化距离测量。

这些新老数据联手,要么能找到测量方法的偏差,调和哈勃张力,要么能让矛盾更突出,逼着科学家们提出新的物理学理论。

就像普林斯顿大学的教授说的,ACT的数据让问题更明确了,寻找答案的路径也更清晰了。说到底,ACT望远镜用退役前的最后努力,给宇宙学研究“清理了战场”。

科学进步从来不是一帆风顺的,有时候排除错误答案,比直接找到正确答案更重要,哈勃张力的存在,可能预示着一场新的理论革命,让我们对宇宙的起源和演化,有更深刻的理解。

你觉得哈勃张力的真相,是测量方法的小偏差,还是存在我们没发现的新物理规律?欢迎在评论区聊聊你的看法。

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