宇宙正在膨胀已是天文学界共识，但围绕膨胀速度的测量结果长期存在分歧。两种主流方法对哈勃常数（衡量宇宙膨胀率的参数）的推断持续不一致，这一矛盾被称为“哈勃张力”，也是现代宇宙学的重要未解问题之一。

两种测量路径给出不同哈勃常数

哈勃常数以美国天文学家埃德温·哈勃命名。当前对其测量主要有两条思路。

一条是间接方法：通过调整标准宇宙学模型，使其与宇宙微波背景辐射（大爆炸遗留的微弱余辉）中的观测模式相匹配。以普朗克空间望远镜等观测为基础的分析，给出的哈勃常数约为67公里/秒/百万秒差距。其中，秒差距是天文学常用距离单位，约等于3.26光年或30900亿公里。

另一条是更直接的距离梯方法，思路与20世纪20年代哈勃证明宇宙膨胀时的观测路径相近：通过观测遥远星系中超新星爆发的亮度来推断距离，并结合星系远离速度估算膨胀率。Ia型超新星因其光度可作为“标准烛光”而被广泛使用；为校准其内禀亮度，天文学家还会借助邻近星系中的造父变星等标准烛光。基于哈勃空间望远镜与詹姆斯·韦伯空间望远镜的相关观测，这一路径得到的哈勃常数约为73公里/秒/百万秒差距。

两者差异在统计上被认为显著。若两种测量均无系统性偏差，则意味着标准宇宙学模型可能遗漏了关键因素。

原初磁场假说与复合过程

磁场在宇宙中普遍存在。行星与恒星可产生自身磁场，但在更大尺度上，贯穿星系、星系团乃至宇宙空洞的磁场来源仍缺乏统一解释。

研究者长期关注一种可能性：磁场在宇宙早期、第一批恒星或星系形成之前就已出现，即所谓“原初磁场”。相关研究尝试在宇宙微波背景等数据中寻找其印记，以此探测早期宇宙及其所涉及的极端能量过程。

研究团队指出，原初磁场可能影响宇宙早期的“复合过程”——电子与质子首次结合形成中性氢、宇宙从不透明转为透明的阶段。宇宙变透明后，光子开始自由传播，形成今天观测到的宇宙微波背景。

按照研究者的描述，若存在原初磁场，其对带电粒子的作用可能加速复合过程，使物质分布出现轻微“团聚”，从而改变宇宙变透明的时间点。复合过程的变化会进一步影响宇宙微波背景中图案的尺度，相当于改变用于测距的“宇宙尺子”，进而影响模型对哈勃常数的推断。研究团队此前曾在简化复合模型中展示过这一效应。

最新三维全模拟：数据给出“温和偏好”

在最新论文中，研究团队采用了首个包含磁场的原初等离子体三维全模拟来追踪氢的形成过程，并据此计算在存在原初磁场的情况下宇宙微波背景应呈现的特征，再与观测数据进行比对。

研究者表示，宇宙微波背景对复合过程的变化非常敏感：如果原初磁场导致的变化与观测不符，该假说将面临否定；而此次比对结果显示，该设想仍与数据相容。

在多组数据组合下，研究团队报告称，观测对原初磁场存在一致且温和的偏好，显著性约在1.5至3个标准差之间。研究者强调，这一水平尚不足以构成“发现”，但可被视为存在迹象。

研究还给出了数据偏好的磁场强度范围：约相当于今天的5至10皮高斯（皮高斯为磁场强度单位）。研究者指出，这一强度接近仅凭原初“种子”即可为星系与星系团磁场提供起始条件所需的量级。

研究团队认为，若原初磁场的存在未来得到确认，除可能缓解哈勃张力外，也将为理解宇宙在诞生后数秒内的状态提供新的观测窗口。

本文信息源自《对话》（The Conversation）网站发布内容。