宇宙學界最近掀起了一場前所未有的爭論風暴,焦點集中在宇宙膨脹速度的測量結果上。不同研究團隊通過不同方法得出的數據竟出現了顯著分歧,67公里/(秒·百萬秒差距)與73公里/(秒·百萬秒差距)這兩個數值的碰撞,讓整個科學界陷入深思。
這場爭論的源頭可追溯至智利安第斯山脈海拔5000米處的阿塔卡馬宇宙學望遠鏡。這臺默默運行近二十年的"觀測巨匠"在2024年公布了其終局數據,本被寄予"一錘定音"的厚望,卻意外將矛盾推向高潮。通過分析宇宙大爆炸殘留的微波背景輻射,該望遠鏡測得膨脹速度為67公里/(秒·百萬秒差距),與歐洲普朗克衛星此前的結果完全吻合。然而當科學家轉而觀測造父變星和Ia型超新星這些"宇宙標準燭光"時,數值卻躍升至73左右。
8%的數值差異看似微小,實則遠超儀器誤差范圍。科學家形象地比喻道:"這相當于用兩臺秤稱體重,結果相差十斤,顯然不是秤不準的問題。"為驗證結果,韋伯望遠鏡在2024年開展了史上最大規模勘測,其數據與哈勃望遠鏡保持一致;2025年5月,溫迪·弗里德曼團隊采用三種獨立方法計算,得出70.4±3的結果,依然無法調和67與73的矛盾。這一系列研究基本排除了儀器故障的可能性,確認矛盾真實存在。
這場爭論直接沖擊了統治宇宙學數十年的ΛCDM標準模型。該模型曾成功解釋大爆炸、暗物質等核心問題,如今卻在基礎參數上出現裂痕。有科學家戲稱:"這就像發現用同一套公式計算地球周長,從赤道和兩極出發卻得到不同答案。"不過更多人認為,這種矛盾恰是科學進步的契機——正如牛頓力學無法解釋微觀現象催生了量子力學,當前的"哈勃張力"或許正預示著宇宙學新理論的誕生。
阿塔卡馬望遠鏡在此次爭論中扮演了關鍵角色。其6米口徑的光學系統遠超普朗克衛星1.5米的配置,角分辨率覆蓋600至6500多極矩,能觀測10000平方度的天區范圍,且微波背景輻射信號的噪聲水平極低。卡迪夫大學研究團隊形容:"這就像擦干凈了眼鏡,終于看清宇宙早期的細節。"更令人驚嘆的是,該望遠鏡不僅證實了矛盾存在,還否定了近30種試圖解釋這一現象的理論模型。
為調和67與73的矛盾,天文學家曾提出多種假設:有人認為早期宇宙的暗能量性質與現在不同;有人猜測地球可能位于十億光年尺度的"宇宙空洞"中,局部低密度導致觀測到的膨脹速度偏快。然而阿塔卡馬的數據顯示,這些模型均無法自洽。研究團隊負責人卡拉布雷塞直言:"所有這些嘗試都失敗了,但這正是科學研究的價值——排除錯誤選項才能逼近真理。"
這場爭論也改變了人們對觀測設備的認知。普朗克衛星作為太空任務,耗資數十億美元,而阿塔卡馬望遠鏡通過精心選址和技術優化,在地面實現了與之相當的精度。這種"花小錢辦大事"的模式證明,基礎科研不必盲目追求"高大上"的太空項目,巧思與選址同樣能取得突破性成果。
隨著阿塔卡馬望遠鏡完成歷史使命,全球多國已啟動新一代觀測設備的研發。美國CMB-S4項目計劃在南極和智利部署50萬個探測器,靈敏度將比阿塔卡馬提升一個數量級;歐洲LiteBIRD衛星定于2032年發射,專門探測原初引力波;中國則在西藏海拔5000米處建成阿里原初引力波探測陣列,一期工程已投入使用。這場"宇宙破案"的接力賽,正在全球科學家的協作中推向新的高度。









