現(xiàn)代宇宙學(xué)中，兩個(gè)長期困擾科學(xué)界的難題近日迎來了新的解釋思路。一項(xiàng)發(fā)表于《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》的研究提出，早期宇宙中可能存在一種短暫存在的神秘能量——早期暗能量，這一假設(shè)或許能同時(shí)破解哈勃爭議與早期大質(zhì)量亮星系之謎。

自1920年代哈勃發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹以來，天文學(xué)家始終致力于測量其膨脹速率，但不同方法得出的結(jié)果存在顯著分歧。當(dāng)前主流的兩種測量方式中，一種通過分析宇宙微波背景輻射推算哈勃常數(shù)，結(jié)果為67.4±0.5公里/秒/百萬秒差距；另一種基于超新星觀測的“宇宙距離階梯”方法，則得出73.0±1.0公里/秒/百萬秒差距。盡管數(shù)值差異看似微小，卻對宇宙基本性質(zhì)的理解構(gòu)成重大挑戰(zhàn)，這一矛盾被稱為哈勃爭議。

研究團(tuán)隊(duì)指出，若早期宇宙中存在短暫作用的早期暗能量，其短暫存在的引力效應(yīng)可能加速宇宙初始階段的膨脹，從而調(diào)和兩種測量方法的結(jié)果差異。這種能量形式與當(dāng)前主導(dǎo)宇宙加速膨脹的暗能量類似，但僅在宇宙誕生后的極短時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用，隨后迅速消散。

另一個(gè)困擾學(xué)界的謎題來自2023年韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）的觀測：在宇宙僅3%當(dāng)前年齡的時(shí)期（約5億年前），就已存在與銀河系規(guī)模相當(dāng)?shù)拿髁列窍怠８鶕?jù)標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型，此類巨型星系的形成需要數(shù)十億年時(shí)間，原始?xì)怏w需通過暗物質(zhì)引力逐漸聚集。JWST的發(fā)現(xiàn)迫使科學(xué)家重新審視現(xiàn)有理論，或?qū)ふ矣钪嬷腥笔У奈粗煞帧?/p>

研究團(tuán)隊(duì)通過模擬發(fā)現(xiàn)，早期暗能量的短暫存在可加速暗物質(zhì)暈的形成——這些由暗物質(zhì)構(gòu)成的引力“骨架”是星系誕生的基礎(chǔ)。在早期暗能量作用下，宇宙膨脹速度的短暫提升使暗物質(zhì)暈更早達(dá)到臨界質(zhì)量，從而在數(shù)億年內(nèi)形成巨型星系。模擬結(jié)果顯示，這種機(jī)制下產(chǎn)生的明亮星系數(shù)量與大質(zhì)量暗物質(zhì)暈的分布高度吻合。

該研究通過同一理論框架解釋了兩個(gè)看似無關(guān)的宇宙學(xué)難題，但早期暗能量的存在仍需更多證據(jù)支持。科學(xué)家計(jì)劃結(jié)合JWST與其他天文臺的觀測數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗(yàn)證這一假設(shè)。若獲證實(shí)，這一發(fā)現(xiàn)將重塑人類對宇宙早期演化與結(jié)構(gòu)形成的認(rèn)知，為解開宇宙起源之謎提供關(guān)鍵線索。