咱都知道,宇宙学一直以来都有个重要的基础,就是宇宙在大尺度上是各向同性的。啥意思呢?就是说在各个方向上,宇宙的物质分布都是均匀的,膨胀速率也都一致。这就好像一个巨大的气球,吹起来的时候各个地方都是均匀胀大的。但最近,有些天文学家通过研究发现,宇宙各方向的膨胀速率好像不太一样,这可就有点让人摸不着头脑了,甚至有人开始怀疑,宇宙学是不是要 “变天” 啦?
天文学家们一直都在努力测量宇宙的膨胀速度,他们把星系远离地球的速度称为哈勃常数。从上世纪 20 年代开始,这个数值就不断地被修正,大家都想弄清楚宇宙真正的膨胀速度到底是多少。可这几年,随着测量技术越来越精确,哈勃常数却给大家带来了一个大难题。科学家们发现,宇宙各个方向上的膨胀速率竟然不一样,这可和宇宙学的各向同性原理相违背啊,所以也被叫做哈勃危机。
为啥会出现这种情况呢?有科学家觉得,这可能是因为咱们人类的观测技术还有限制。你想啊,咱们是在银河系里进行观测的,而银河系属于本星系群,本星系群又是本星系团的一部分,它们都在拉尼亚凯亚超星系团里。这个超星系团有着很强的引力,咱们就像是在一个引力深井里观测宇宙。这就导致那些离咱们比较近的星系,看起来有的是在向我们靠近,而不是远离,这就干扰了我们对宇宙膨胀速率的测量。
基于这个原因,有些天文学家就想把本星系群的引力干扰从数据里去掉,这样说不定就能让各个方向上的哈勃常数变得更一致。想法是挺好的,可实际操作起来却没那么简单。因为银河系在拉尼亚凯亚星系团里实在是太小了,只是它的十万分之一。而且这个直径 5.2 亿光年的超星系团还在朝着巨引源飞奔。结果呢,当他们消除所谓的引力干扰后,新得到的哈勃常数误差不但没减小,反而上升到了 3%。这就说明,光靠消除引力误差,根本没办法统一哈勃常数。甚至有科学家因此认为,宇宙中到处都有引力,根本不存在没有引力的地方,所以人类永远也不可能得到真正稳定的哈勃常数,那宇宙真正的膨胀速度也就永远没法知道了。
但也不是所有人都这么悲观。如果暗能量在宇宙中的占比真的是 70%,那宇宙长期处于加速膨胀的状态这个事实应该是不会变的。毕竟和占比 7 成的暗能量比起来,那些只占宇宙总质量 5% 的星系,它们之间的引力根本没法和暗能量的斥力抗衡。所以从长远来看,宇宙的膨胀速度会在暗能量的推动下不断加快,最后甚至可能把宇宙中的大尺度结构,像巨引源、拉尼亚凯亚超星系团这些都撕裂,就连银河系这样直径 18 万光年的星系也可能躲不过被撕碎的命运,到时候大量恒星就会散布在宇宙中。
不过大家也别太担心,像太阳系和地球,大概率是不会被撕碎的。因为宇宙膨胀的力量向下传导是个很慢的过程,而且具体到太阳和地球,暗能量带来的斥力要想把它们撕碎,可不只是战胜引力那么简单,还得超过电磁力、强力和弱力,这基本上是不可能的。从百亿光年的尺度看,银河系就跟沙子一样渺小,像拉尼亚凯亚超星系团这样的大结构,受到的撕扯力量才更大,而沙子们是感觉不到这种力量的,而且要撕开沙子需要的力量和集中度比撕碎超星系团大多了。
那宇宙各向膨胀速率不一样这个发现,对宇宙学到底意味着什么呢?目前还不好说。有些科学家觉得,如果这个结论是真的,那现代宇宙学的很多基础都得重新审视。比如说,我们一直认为宇宙中的暗能量是均匀分布的,但如果宇宙各向膨胀速率不同,那有没有可能暗能量的分布其实并不均匀呢?不过也有很多科学家对这个新发现持怀疑态度。他们觉得,现在的观测数据可能还不够准确,或者是在观测过程中受到了其他因素的干扰。比如说,银河系里有很多气体和尘埃盘,这些东西可能会挡住 X 射线,影响我们对星系团的观测。而且这次研究得出结论的置信度也不是特别高,还没达到物理学里代表足够显著性的 “金标准”。
所以说,虽然宇宙各向膨胀速率不一样这个发现很让人惊讶,但要因此说宇宙学不存在了,那还为时尚早。在天文学里,新的发现总是不断出现,每一次发现都可能会让我们对宇宙有新的认识。说不定在未来,随着观测技术的进步,我们会发现更多关于宇宙膨胀的秘密,到时候这个谜题可能就会迎刃而解啦。在那之前,咱们就继续关注科学家们的研究进展,一起期待解开宇宙奥秘的那一天吧!记得给我点赞关注哦,祝大家都能财运亨通,天天开心!