宇宙學(xué)家們已經(jīng)運用了他們所掌握的每一種工具來精確測量宇宙膨脹的速度，這一速度被稱為“哈勃常數(shù)”。但這些測量值卻帶來矛盾的結(jié)果。這些不一致的測量結(jié)果讓天體物理學(xué)家們感到苦惱，也激發(fā)人們廣泛猜測未知的物理過程是否會導(dǎo)致這種差異。也許暗物質(zhì)粒子正與行星，恒星和星系的常規(guī)物質(zhì)相互作用?；蛘咭苍S是一個尚未被探測到的外來粒子，比如所謂的惰性中微子，正在發(fā)揮作用。這種可能性就像理論物理學(xué)家的想象力一樣無限。

愛丁堡大學(xué)的宇宙學(xué)家，也是宇宙學(xué)的領(lǐng)軍人物John Peacock做了一項新研究，對這種矛盾結(jié)果采取更加保守的觀點。研究合著者，也是巴塞羅那大學(xué)的一名研究生José Luis Bernal，他表示有可能測量值中沒有沖突。例如，在一個望遠(yuǎn)鏡儀器中，一個小麻煩，或者一個被低估的錯誤，就是哈勃值之間差距的原因。芝加哥大學(xué)的一位天文學(xué)家溫迪·弗里德曼表示，當(dāng)你做這些測量的時候，需要解釋說明所知道的一切，但當(dāng)然也有可能存在我們不知道的事情。

哈勃常數(shù)的確定

弗里德曼是用造父變星來測量哈勃常數(shù)的先驅(qū)，造父變星都以相同的固有亮度發(fā)光。確定這些恒星有多亮，你可以精確地計算出離附近存在這些恒星的星系的距離。測量這些星系遠(yuǎn)離我們的速度有多快，即哈勃常數(shù)。通過“宇宙距離尺度”方式，即利用造父變星的亮度來校準(zhǔn)數(shù)十億光年遠(yuǎn)的超新星亮度，測量星系遠(yuǎn)離速度方式可以擴展到更遙遠(yuǎn)的宇宙。

當(dāng)然，所有這些測量都有不確定性。每個研究小組首先進行原始測量，然后嘗試解釋單個望遠(yuǎn)鏡的變幻莫測、天體物理的未知數(shù)，以及無數(shù)其他的不確定性來源，這些不確定性可以讓天文學(xué)家日夜不休。然后，所有發(fā)表的研究都被合并成膨脹速率的單個數(shù)字，以及這個數(shù)字不確定性的測量。

Peacock認(rèn)為，在這些計算的任何階段，未知的錯誤都可能潛在發(fā)生，而這些錯誤又不會明顯到讓天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)。他和Bernal用貝葉斯統(tǒng)計法提供了對不同測量值的元分析。它將測量結(jié)果分成獨立的類，這意味著它們不使用相同的望遠(yuǎn)鏡或具有相同的隱含假設(shè)。當(dāng)新的測量結(jié)果出來時，它也可以很容易地更新。確定了誤差帶，你肯定想以不出現(xiàn)大錯的方式結(jié)合數(shù)據(jù)，這也是統(tǒng)計學(xué)家多年前提出的明確需求。

Peacock和Bernal考慮了被低估的錯誤和偏見的可能性，它們可能會系統(tǒng)地造成測量的膨脹速度上下浮動。Peacock打比方表示這與正常的法律程序相反：先認(rèn)定所有的測量結(jié)果都是有罪的，直到被證明清白。把這些不清楚的未知因素都考慮進去，哈勃差異就消失了。

其他研究人員一致認(rèn)為，可能是普通因素在起作用，而對哈勃常數(shù)興奮一部分是由于渴望在宇宙中尋找新事物。紐約大學(xué)的天體物理學(xué)家Andrea Macciò表示，他有一種很糟糕的感覺，我們被某種宇宙模型困住了，但不能從最初的原理中理解或解釋，結(jié)果就會有很多挫折。這促使人們不管證據(jù)有多不足，為了新物理學(xué)，要考慮到一切可能性。

與此同時，研究人員繼續(xù)改進他們對哈勃常數(shù)的測量值。今天科學(xué)預(yù)印網(wǎng)站arxiv.org上發(fā)表的一篇論文中，研究人員對歐洲航天局蓋亞衛(wèi)星所拍攝的17億顆恒星進行了測量，以更精確地校準(zhǔn)到附近造父變星的距離。然后根據(jù)宇宙距離尺度來重新計算哈勃常數(shù)的值。利用這些新數(shù)據(jù)，兩項哈勃測量值之間的差異變得更嚴(yán)重了。研究人員估計，這種差異不太可能是由偶然因素造成的。希望能有一個簡單的解決方案，但不要太期待它會很快到來。