国际宇宙学家合作团队近日在《天文学与天体物理学》发表研究,提出一套用于整合不同哈勃常数测量的统一统计框架,并据此给出迄今精度最高的哈勃常数测量结果。研究团队表示,该结果首次达到1%的测量精度,但与基于早期宇宙观测并结合现行宇宙学模型推断的数值差异仍然显著。

哈勃常数用于描述宇宙当前的膨胀速度。天文学家在观测遥远星系时发现,星系与银河系的距离与其远离速度呈明显正相关关系,这一近似线性关系可由哈勃常数刻画。研究人员也据此估算自大爆炸以来经过的时间,并将其作为对宇宙年龄的最佳估计之一。

研究指出,围绕哈勃常数的一个核心难题在于:基于早期宇宙观测并由现行宇宙学模型推断得到的哈勃常数,与通过本地直接天文测量得到的数值存在显著差异。论文第一作者、巴尔的摩空间望远镜科学研究所的斯特凡诺·卡塞尔塔诺(Stefano Casertano)表示,现行模型给出的哈勃常数预测值比直接测量值低约10%,这一差异被称为“哈勃张力”,且超过模型与测量联合不确定性的五倍以上。

研究团队认为,在进一步追溯哈勃张力的物理原因之前,需要先解决不同测量方法之间难以严格合并的问题。过去几十年,哈勃常数的测量方法不断增加,尽管结果大体接近,但并不完全一致。由于各方法依赖不同的距离指示器与校准步骤,研究人员难以以统计学上严谨的方式将其整合为单一结果。

为此,位于伯尔尼的国际空间科学研究所(ISSI)于2025年围绕该议题组织特别研讨会,邀请相关领域专家集中讨论,梳理各类测量中哪些环节是共有的、哪些环节相互独立且可形成交叉支持。空间望远镜科学研究所合著者亚当·里斯(Adam Riess)表示,团队随后建立了一个统计框架,用于恰当地合并各项测量并识别潜在不一致之处。
在该框架下,合作团队称已就一个兼容且一致的测量结果达成共识,并据此确定哈勃常数的单一数值。卡塞尔塔诺表示,这是目前最精确的测量,首次达到1%的精度;同时,研究还发现没有任何单一测量或数据线索对最终结果“至关重要”,即便完全剔除某一组成部分,哈勃常数的数值也基本保持不变。
研究同时指出,更高精度并未缩小与早期宇宙预测之间的差距,反而使张力在统计意义上更为明确:与早期宇宙推断值的差异仍超过五个标准差。里斯表示,对哈勃张力的确认意味着有必要重新审视当前宇宙学模型的基础,并识别可能影响宇宙演化的新现象。研究团队称,改进后的测量结果将为后续开展更严格的物理学检验提供基础,以进一步探究哈勃张力背后的机制。
