摘要:在杜伦大学举行的皇家天文学会全国天文学会议(NAM 2025 )上分享的最新研究表明,来自早期宇宙的声波,“本质上是大爆炸的声音”,支持了这一观点。
天文学家称,地球和整个银河系可能位于一个神秘的巨大黑洞内,这使得这里的宇宙膨胀速度比宇宙的邻近区域更快。
他们的理论为“哈勃张力”提供了一个潜在的解决方案,并有助于确认我们宇宙的真实年龄,估计约为 138 亿年。
在杜伦大学举行的皇家天文学会全国天文学会议(NAM 2025 )上分享的最新研究表明,来自早期宇宙的声波,“本质上是大爆炸的声音”,支持了这一观点。
哈勃常数最初由埃德温·哈勃于1929年提出,用于表示宇宙膨胀的速度。它可以通过观察天体的距离以及它们远离我们的速度来测量。
然而,问题在于,使用标准宇宙学模型,将遥远早期宇宙的测量结果外推到今天,会预测出比附近更近期宇宙的测量结果更慢的膨胀速度。这就是哈勃张力。
朴茨茅斯大学的 Indranil Banik 博士解释说:“解决这种不一致现象的一个潜在原因是,我们的星系靠近一个巨大的局部空洞的中心。”
“它会导致物质被引力拉向空洞更高密度的外部,导致空洞随着时间的推移变得越来越空。
“随着空洞的逐渐消失,远离我们的物体的速度会比没有空洞时更大。因此,这看起来就像是局部膨胀速度更快了。”
他补充道:“哈勃张力在很大程度上是一种局部现象,几乎没有证据表明膨胀率与更早时期标准宇宙学的预期不一致。
“因此,像局部空白这样的局部解决方案是解决这个问题的一种有前途的方法。”
要使这个想法成立,地球和我们的太阳系需要位于一个半径约十亿光年的空洞中心附近,并且其密度比整个宇宙的平均密度低约 20%。
直接计数星系确实支持该理论,因为我们当地宇宙的数量密度低于邻近区域。
然而,如此巨大而深的空洞的存在是有争议的,因为它与宇宙学的标准模型并不特别吻合,该模型表明当今物质应该在如此大的尺度上更均匀地分布。
尽管如此,Banik 博士在 NAM 2025 上展示的新数据表明,重子声学振荡 (BAO)——“大爆炸的声音”——支持局部空洞的观点。
他解释说: “这些声波只传播了很短的一段时间,当宇宙冷却到足以形成中性原子时,它们就会冻结在原地。”
“它们就像一把标准尺,我们可以利用它的角度大小来绘制宇宙膨胀的历史。
“局部空洞会稍微扭曲 BAO 角尺度和红移之间的关系,因为局部空洞引起的速度及其引力效应会在宇宙膨胀引起的红移之上稍微增加红移。
“通过考虑过去 20 年所有可用的 BAO 测量数据,我们发现空洞模型的可能性比无空洞模型高出约一亿倍,无空洞模型的参数设计符合普朗克卫星拍摄的 CMB 观测数据,即所谓的均质普朗克宇宙学。”
研究人员的下一步是将他们的局部空洞模型与其他方法(例如宇宙天文钟)进行比较,以估计宇宙膨胀的历史。
这涉及观察不再形成恒星的星系。通过观察它们的光谱(或光),可以发现它们包含哪些类型的恒星以及它们的比例。由于质量更大的恒星寿命更短,它们在较老的星系中不存在,这为确定星系的年龄提供了一种方法。
天文学家可以将这个年龄与星系的红移(即其光的波长被拉伸了多少)结合起来,从而告诉我们当星系发出的光向我们传播时,宇宙膨胀了多少。这将有助于揭示宇宙的膨胀历史。
来源:恩恩说科学