我們知道宇宙在膨脹，但科學家們對膨脹的速度並不認同，這在科學上是一個

自然而然產生

的問題。

天體物理學家知道宇宙的膨脹已經有約一個世紀了。然而，科學家們對這個膨脹的速度有不同的看法，這個問題被稱為 “哈勃爭議”。這個問題是由用於測量哈勃常數的兩種方法之間的分歧所引起的。

宇宙正在膨脹。這是一個公認的事實，也是科學家們近一個世紀以來一直知道的事實。它是由俄羅斯物理學家

亞歷山大·弗裡德曼

在1922年首次提出的，比利時天文學家喬治·勒梅特在1927年再次獨立提出。美國天文學家埃德溫·哈勃於1929年首次發表了確認的觀測證據。

雖然宇宙的膨脹在科學界幾乎被普遍接受，但對宇宙膨脹速度的兩個非常精確的估計卻彼此不一致。這被稱為 “

哈勃爭議

”，它可能是宇宙學家在其關於宇宙的創造和演化的理論中忽略了一些東西的第一個重要跡象。雖然對這種分歧的解釋可能是歸因於一個或兩個估計中的錯誤，但最近的測量結果表明，這種差異是真實的，使科學家們不得不認真研究整個情況。

宇宙膨脹

宇宙的膨脹率可能是一個令人困惑的概念，我們透過拉橡皮筋的類比來簡單解釋。假設你有一條兩個單位長的橡皮筋，在中心有一個標記。你把帶子的一端固定在一個不可移動的鉤子上，並舉起另一端以確保它是直的。這樣，你拿著的那一端離鉤子有兩個單位的距離，而標記則有一個單位的距離。

然後，想象一下，你抓住鬆動的一端，將其拉長，使其長度增加一倍，用一秒鐘的時間來完成。現在末端離鉤子有四個單位的距離，而中心的標記有兩個單位的距離。因此，標記在一秒鐘內移動了一個單位，而鬆散的一端在一秒鐘內移動了兩個單位。關鍵的一點是，離鉤子更遠的那個點比離鉤子更近的那個點移動得更快。用宇宙學的語言來說，橡皮筋上的一個點的速度是在離鉤子每一個單位的距離上每秒移動一個單位。

宇宙的膨脹也跟此是完全一樣的：宇宙中更遙遠的物體比更近的物體更快地遠離地球。用整數表示，遙遠的星系以每秒70公里的速度從地球上移開，對於每百萬秒差距的距離。（秒差距是

天文學上的一種長度單位

，相當於3。26光年）。

因此，距離地球1

百萬秒差距

的星系以每秒70公里的速度移動；距離地球2

百萬秒差距

的星系則以每秒140公里的速度移動，等。這個速度被稱為“

哈勃常數”

，其基本概念已非常成熟。

哈勃爭議

然而，有幾種方法來確定哈勃常數。第一個也是最直接的方法是測量星系的距離並同時測量它們的速度。然後可以確定星系的速度是距離的函式。當這樣做的時候，會發現哈勃常數的值大約為73±1公里/秒/

百萬秒差距

。不同的小組得到的數值略有不同，但它們都相當一致。這個哈勃常數的值被稱為“晚期”版本，因為它是由宇宙壽命中相對較晚的時期確定的。

還有一種方法可以透過研究宇宙開始後不久的狀況來確定哈勃常數。宇宙開始於138億年前一場名為

大爆炸

中。雖然有點誤導，但可以把大爆炸想象成一次巨大的爆炸，其中包括一個發光的火球和隆隆的聲音。在非常早期的宇宙中，火球是無法穿透的，但是，當宇宙的年齡只有當前年齡的0。003%時，膨脹使宇宙冷卻到足以讓光逃離火球並穿越宇宙。

雖然宇宙在那個早期時候是熾熱的，但在漫長的歲月中，空間的膨脹使其冷卻，直到光線不再可見。事實上，那曾經可見的光現在只是微波，可以被無線電天線探測到。這種大爆炸的原始殘餘物被稱為

宇宙微波背景

，早在1964年就被首次探測到。

大爆炸的聲波被鎖定在早期火球中，導致

宇宙微波背景

的微小變化。天文學家可以非常精確地測量這些變化。利用這些模式，可以把所有已知的與宇宙大爆炸和隨後的演變有關的因素，預測出我們今天的哈勃常數的值。這種方法關鍵在於對宇宙微波背景中這些變化的測量以及各種理論觀點。利用這些“早期時間”的資訊，天體物理學家預測哈勃常數應該是大約67。5±0。5公里/秒/

百萬秒差距

。

正如天文學家所說，這就是問題所在。早期時間和晚期時間的測量結果根本不一致，這就是所謂的哈勃爭議。分歧往往會在天文學界引起興奮，因為這種程度的差異可能意味著需要對理論進行反思。換句話說，有更多的科學有待發現。

什麼可以解釋哈勃爭議？

然而，在任何人過於興奮之前，研究人員必須驗證他們的結果。一個測量中的錯誤可以解釋一切。最有可能的測量錯誤是，確定哈勃常數的“晚期”值的研究人員可能錯誤地測量了他們所研究的星系的距離。然而，兩項最新的研究聲稱已經將“晚期時間”測量的可能不確定性範圍降低到如此程度，以至於許多研究人員開始思考我們對宇宙誕生和演變的理解可能會被修改。

那麼，這可能意味著是什麼呢？早期時間的測量結果預測，現代的哈勃常數應該比目前測量的要小。如果認真對待，這意味著一些未知的物理現象在早期給了宇宙一個 “踢”，導致了目前更快速的測量。有人提出的一個想法是，在宇宙壽命的前10%期間，一種排斥性引力短暫開啟，給宇宙的膨脹以短暫的推動，然後以某種方式“關閉”並消失了。

雖然這個猜想肯定是一個大膽的猜想，但它與我們今天看到的一個現象相似，即一種被稱為“暗能量”的能量形式正在導致宇宙的膨脹加速。既然我們觀察到了暗能量的有力證據，那麼暗示在宇宙歷史的早期也有類似的效果也不是沒有道理的。

不管最終的解釋是什麼，哈勃爭議正在形成一個很好的謎團。正在進行的努力繼續試圖完善哈勃常數的早期和晚期估計，而且解決這個問題還需要一段時間。

參考：

1。

https：//hubblesite。org/contents/media/images/2022/005/01G2QPYPZ2G727EYMR73J7T4GV？news=true

2。https：//iopscience。iop。org/article/10。3847/1538-4357/ac8e04#apjac8e04s6