爱因斯坦真错了?刚刚,哈勃危机被确认,美国发现新物理学?

你敢相信吗?如果宇宙是一辆超速行驶的列车,物理学家手中的“理论速度表”显示它时速 67 公里,但路边的“实测雷达”却赫然闪烁着 73 公里的红灯——就在刚刚,2025年12月,天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)确认了这个让所有科学家背脊发凉的“幽灵数据”,这意味着我们引以为傲的宇宙学标准模型,可能要彻底坏掉了 。 这一发现不仅是数据的偏差,更是一场物理学地震的前兆。这项由加州大学洛杉矶分校(UCLA)和 TDCOSMO 国际合作组主导的重磅研究,于2025年12月5日发表在天文学权...


你敢相信吗?如果宇宙是一辆超速行驶的列车,物理学家手中的“理论速度表”显示它时速 67 公里,但路边的“实测雷达”却赫然闪烁着 73 公里的红灯——就在刚刚,2025年12月,天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)确认了这个让所有科学家背脊发凉的“幽灵数据”,这意味着我们引以为傲的宇宙学标准模型,可能要彻底坏掉了 。

这一发现不仅是数据的偏差,更是一场物理学地震的前兆。这项由加州大学洛杉矶分校(UCLA)和 TDCOSMO 国际合作组主导的重磅研究,于2025年12月5日发表在天文学权威期刊《天文学与天体物理学》上 。科学家们并未像往常一样欢呼“验证了爱因斯坦的理论”,而是面色凝重地告诉世界:宇宙的膨胀速度,比我们预想的要快,而且这一次,我们找不到借口了 。

在物理学界,没有什么比“哈勃常数”(H0)更让人爱恨交织了。它是描述宇宙膨胀速度的核心参数,是解开宇宙年龄和命运的钥匙 。

几十年来,物理学家建立了一座宏伟的“标准模型”大厦(λCDM),它像圣经一样精确描述了宇宙从大爆炸到今天的演化。根据这一理论,只要测量宇宙婴儿时期(微波背景辐射)的数据,就能算出今天的宇宙膨胀速度——约为67.4 km/s/Mpc

然而,现实总是充满戏剧性。

当天文学家观测邻近宇宙的超新星时,算出的速度却是73 km/s/Mpc左右 。一边是完美的理论预测,一边是铁板钉钉的观测事实,两者相差了整整 8%。这就是著名的“哈勃危机”(Hubble Tension) 。

起初,科学家以为是仪器坏了,或者是有人算错了。但这一次,TDCOSMO 团队祭出了“第三把尺子”,试图终结这场争论 。

为了避开传统测量的坑,科学家们将目光投向了深空中的一种奇异现象——强引力透镜

想象一下,在一个遥远的类星体(一种极亮的天体)和地球之间,恰好挡着一个巨大的星系。根据广义相对论,这个星系的巨大质量会像放大镜一样弯曲光线,把背后的类星体变成四个明亮的像,悬挂在太空中 。

这不仅仅是视觉奇观,更是一个巨大的宇宙时钟。

因为光线走的路径不同,这四个像到达地球的时间并不是同步的。当背后的类星体闪烁一下,这四个像会依次闪烁,中间的时间差(Time Delay)可能几天,也可能几个月 。

只要测出这个时间差,科学家就能直接算出宇宙的膨胀速度,完全不需要依赖那些可能出错的“量天尺”。这本该是完美的方案,但在过去,它却遇上了一个致命的“光学魔术”。

长久以来,利用引力透镜测量哈勃常数一直受困于一种被称为“质量片简并”(Mass-Sheet Degeneracy)的数学陷阱 。

简单来说,透镜星系的质量分布如果稍微变一变(就像在透镜上蒙了一层均匀的质量薄片),光线的弯曲程度看起来没变,但推算出的距离和哈勃常数却会千差万别 。这就像你透过厚底玻璃杯看手指,你知道手指变大了,但你不知道玻璃到底有多厚。

为了打破这层迷雾,TDCOSMO 团队动用了当今地表和太空最强的观测力量:詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)、Keck 望远镜以及甚大望远镜(VLT)

他们做了一件极其硬核的事:直接测量透镜星系内部恒星的运动速度 。

通过 JWST 无与伦比的精度,科学家们捕捉到了星系深处恒星的“速度指纹”(速度弥散)。这些恒星在引力场中疯狂飞奔,它们的运动轨迹直接暴露了星系真实的质量分布,彻底撕碎了“质量片”的伪装 。

当迷雾散去,计算结果呈现在屏幕上时,空气仿佛凝固了。

经过严格的“盲测”分析(即在得出结果前,科学家故意隐藏关键数据以防主观偏见),TDCOSMO 团队公布了最终答案:

在结合了超新星数据后,他们测得的哈勃常数约为71.6 到 74.3 km/s/Mpc

如果不依赖任何超新星数据,仅靠透镜数据,这个数值甚至高达77.8 km/s/Mpc

这一结果与早期宇宙预测的67.4相去甚远,却与晚期宇宙的测量结果惊人一致 。

“这是一次独立的、高精度的确认。”研究人员指出,数据的精度已经达到了 4.6% 左右 。如果说以前大家还怀疑是测量误差,那么现在,三四种不同的方法都指向了同一个“错误”的方向,巧合的可能性已经微乎其微。

物理学要变天了?如果哈勃危机不是测量误差,那它的影响将是深远的。

这意味我们对宇宙的理解存在根本性的漏洞。也许在宇宙大爆炸后的极早期,存在一种神秘的“早期暗能量”推了一把?又或者连爱因斯坦都错了,我们对引力的理解(广义相对论)在宇宙尺度上需要修正?甚至可能存在我们从未发现的新粒子?

UCLA 的物理学教授 Tommaso Treu 直言不讳:“这或许是新宇宙学模型的开端。”

而在斯托尼布鲁克大学的 Simon Birrer 教授看来,这反而是令人兴奋的时刻:“这正是每个物理学家的梦想——发现我们的理解是错的,这样我们才能发现更新、更深刻的真理。”

无论真相如何,此时此刻,宇宙正以一种我们无法解释的速度狂奔。而人类,正站在新物理学大门的门槛上,试图窥探门缝里透出的那一缕光。

参考文献:

TDCOSMO Collaboration: Birrer, S., et al. \"TDCOSMO 2025: Cosmological constraints from strong lensing time delays.\"Astronomy & Astrophysics, 704, A63 (2025).Planck Collaboration VI. \"Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters.\"Astronomy & Astrophysics, 641, A6 (2020).Riess, A. G., et al. \"A Comprehensive Measurement of the Local Value of the Hubble Constant...\"The Astrophysical Journal Letters, 934, L7 (2022).Wong, K. C., et al. \"H0LiCOW – XIII. A 2.4 per cent measurement of H0...\"Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 498, 1420 (2020).Whalen, R. \"“Cosmology as We Know It May Be Broken”: New Confirmation of the Hubble Tension Challenges Existing Models.\"The Debrief, Dec 10, 2025.



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