宇宙中有些东西已经腐烂了

　　宇宙学家一直在努力理解他们对当今宇宙膨胀率（称为哈勃常数）的测量中的明显张力。对早期宇宙的观测：主要是宇宙微波背景，表明哈勃常数明显低于通过对晚期宇宙（主要来自超新星）的观测获得的值。一组天文学家对数据进行了深入研究，发现缓解这种紧张局势的一种可能方法是允许哈勃常数随时间自相矛盾地演化。这个结果可能指向新物理学……或者只是对数据的误解。
　　密歇根大学物理系研究员，该研究的合著者恩里科·里纳尔迪（Enrico Rinaldi）说：关键是在晚宇宙观测的较大值与早宇宙观测的较低值之间似乎存在张力。我们在这篇论文中提出的问题是：如果哈勃常数不是常数怎么办？万一真的变了呢？
　　宇宙学家使用各种探测器和观测来确定我们宇宙的基本特性。他们试图衡量它的年代、它的内容、它的扩张速度等等。经过近一个世纪的严格审查，这些宇宙学家已经开发出一个连贯一致的宇宙模型。简而言之，我们的宇宙大约有 137.7 亿年的历史，在不断膨胀，主要由暗能量和暗物质组成——恒星和行星等正常物质以及气体云构成了宇宙中明亮的少数成分。宇宙。
　　撇开暗能量和暗物质真实本质的巨大奥秘不谈，近年来宇宙学家遇到了另一个令人沮丧的难题：不同的探测器对当今的膨胀率存在分歧，即所谓的哈勃常数。
　　对年轻宇宙的测量，例如宇宙微波背景（宇宙在 38 万年前从等离子体状态冷却时释放的余辉光模式）告诉我们，哈勃常数约为 68 公里/秒/ Mpc（这意味着每远离我们的有利位置一百万秒差距，宇宙的膨胀率就会增加每秒 68 公里）。
　　但更多的局部、晚期宇宙测量，比如对超新星的观察，倾向于不同的答案：哈勃常数更像是 74 公里/秒/Mpc。
　　由日本国家天文台和日本SOKENDAI高级研究研究生院助理教授Maria Dainotti和美国空间科学研究所的附属科学家Maria Dainotti领导的天文学家团队更多地挖掘了这种差异。这项工作于 5 月发表在《天体物理学杂志》上。
　　该团队将他们的工作重点放在1a 型超新星上，这是一种特殊类型的爆炸，当白矮星从伴星积累太多质量时会发生这种爆炸，从而引发失控的核聚变事件。这种融合事件每次发生时的亮度大致相同，因此天文学家可以将这些超新星用作＂标准烛光＂——因为他们知道超新星应该有多亮，他们可以将其与它们看起来有多亮进行比较并计算距离. 通过在很宽的距离范围内结合许多这样的测量，天文学家可以计算宇宙的膨胀历史。
　　该团队使用了一个包含 1,000 多个超新星观测结果的目录，并将它们分成不同距离范围的区间，每个区间代表相同数量的超新星。然后他们使用每个 bin 来测量哈勃常数。在标准的宇宙学图片中，宇宙的膨胀率随着宇宙的演化而不断变化，但哈勃常数是一个固定的数字——它是现在的宇宙膨胀率。
　　每个超新星仓应该产生相同的哈勃常数，但在他们的分析中，研究人员允许哈勃常数不那么恒定——他们考虑了它可能随时间变化的可能性。通过使用不同的 bin，他们可以测试哈勃常数是否在不同的 bin 中保持固定，或者它是否确实发生了变化。
　　如果它是一个常数，那么当我们从不同距离的 bin 中提取它时，它应该不会有所不同。但我们的主要结果是它实际上随着距离而变化，里纳尔迪说。哈勃常数的张力可以用该常数对所用物体的距离的内在依赖性来解释。
　　最终，天文学家在研究中发现，通过为标准宇宙学模型增加一点灵活性——允许哈勃常数随时间变化——他们几乎可以缓解超新星和宇宙微波背景测量之间的所有紧张关系。研究人员能够将他们不断发展的哈勃常数推断回宇宙微波背景的时间，并将其与这些结果相匹配。
　　他说：提取的参数仍然与我们所拥有的标准宇宙学理解兼容，但这一次，当我们改变距离时，它们只是稍微移动了一点，这个小移动足以解释为什么我们会有这种紧张。
　　新结果并不完全令人惊讶。通过向模型添加更多复杂性，始终可以使不同的观察结果一致。在这种情况下，研究人员添加了一个新变量-哈勃常数随时间变化的速度-并且他们能够找到一种方法来连接哈勃常数的早期和晚期测量值。同样，该工作也没有发现该变化的哈勃常数的统计显着性度量。尽管他们能够缓解宇宙学观测中的紧张局势，但他们无法得出结论说哈勃常数随时间而变化。
　　如果这些结果成立，则可以为理论家提供一条途径，将新物理学引入宇宙以解释哈勃常数张力。或也可能意味着超新星并不像我们认为的那样＂标准＂，并且可能有些观测值正逐渐偏离观测值，以破坏哈勃常数的这些测量值。