周一 · 知古通今|周二 · 牧夫专栏
周三 · 风月同天|周四 · 观测指南
周五 · 深空探测|周六 · 茶余星话|周日 · 天象预报
翻译：杨幸允
校对：牧夫校对组
编排：陈宏宇
后台：朱宸宇
https://noirlab.edu/public/news/noirlab2611/?lang
一项对天文观测数据的新综合分析证实了（关于哈勃常数）长期存在的争议，这可能指向超出当前模型的物理学。
图片来源：美国国家光学红外天文研究实验室（NOIRLab）
一个国际天文学家合作团队完成了迄今为止对近域宇宙膨胀速度最精确的测量之一。这一结果加剧了现代宇宙学中最重要的挑战之一。美国国家科学基金会资助的美国国家光学红外天文研究实验室（NOIRLab）的天文学家约翰·布莱克斯利（John Blakeslee）是该合作团的成员；来自美国国家光学红外天文研究实验室的两个项目的望远镜也提供了数据支持。
天文学家一直试图通过两种本质上不同的方法来测量宇宙的膨胀速率。一种方法依赖于测量近域宇宙中恒星和星系的距离。另一种方法则利用宇宙微波背景辐射的观测数据，在标准宇宙学模型下推算当前的膨胀速率。
理论上，这两种方法应当得到相同的结果，但实际上并非如此。基于近域宇宙的测量结果通常给出较高的膨胀速率——大约为73千米每秒每兆秒差距；而基于早期宇宙推算的数值则较低，大约为67或68。尽管数值差异看似不大，但这远远超出了统计不确定性所能解释的范围。这种持续存在的分歧被称为“哈勃常数争议”（Hubble tension），并已在多项独立的研究和不同的测量方法中被观测到。
通过将数十年的独立观测整合到一个统一框架中，这一国际天文学家团队实现了迄今为止对近域宇宙膨胀速率最精确的直接测量。在4月10日发表于《天文学与天体物理学》的一篇论文中，H0距离网络（H0DN）合作组报告哈勃常数为73.50 ± 0.81千米每秒每兆秒差距，对应的精度略高于1%。
横轴为哈勃常数（单位：千米每秒每秒差距）。纵轴为哈勃常数的数据来源，从上到下三个类别分别为：早期宇宙、（近域）直接观测和强引力透镜。其中黄色高亮的是本篇研究的结果。图中绿色和红色的阴影区域表明了哈勃常数争议的存在，即数值本身的差距在统计误差之外。图片来源：https://doi.org/10.1051/0004-6361/202557993
这项题为《近域距离网络：关于以约1%精度测量哈勃常数的社区共识报告》的研究，是2025年3月在瑞士伯尔尼国际空间科学研究所（ISSI）举办的“H0od之下有何秘密？”突破性研讨会上启动的广泛社区合作所取得的成果。
“这不仅仅是一个新的哈勃常数值”，该合作团队指出，“这是一个由科学界共同构建的框架；它将数十年来独立的距离测量结果整合在一起，既透明又易于获取。”
美国国家光学红外天文研究实验室为这一工作提供了专业知识和观测数据支持。该机构的天文学家、研究与科学服务主任约翰·布莱克斯利也是合作成员之一。这项研究的数据来自于美国国家光学红外天文研究实验室的的项目：位于智利的托洛洛山美洲天文台（CTIO）和美国亚利桑那州的基特峰国家天文台（KPNO）的望远镜。这些数据被整合进一个涵盖地面与空间观测站的更大合作框架中，从而增强了整体结果的可靠性。
研究团队并未依赖单一的方法，而是构建了一个“距离网络”，将多种测量近域宇宙距离的技术连接起来。这些方法观测了脉动造父变星、具有已知亮度的红巨星、Ia型超新星以及特定类型的星系。这个方法使得多个独立研究能够指向同一最终结果，并允许天文学家们进行关键的检验：哈勃常数争议是否源于某一种方法的误差？结果表明这种可能性很低。即使从分析中移除某些独立的观测数据，整体结果变化也很小。各项独立测量彼此一致，从而强化了对邻近宇宙膨胀速率测量的可靠性。
“这项工作明确地排除了将哈勃常数争议归因于近域距离测量中某个被忽视的单一误差的解释”，论文作者们总结道，“如果正如越来越多的证据所表明的那样，这个常数争议确实存在，它可能指向超出标准宇宙学模型的新物理。”
这一结果意义重大。由早期宇宙推导出的较低膨胀率依赖于描述了自大爆炸以来宇宙的演化的标准宇宙学模型。如果该模型是不完整的——例如未能充分解释暗能量、新粒子或引力修正——那么它对当前膨胀速率的预测就会受到影响。
在这种情况下，哈勃常数争议可能不是测量误差的结果，而是当前宇宙模型缺失关键组成部分的证据。近域距离网络也为未来的研究建立了一个框架。通过公开他们的方法和数据，这个合作团队为后续研究奠定了基础。下一代观测设备有望提供更精确的数据，天文学家将努力确定哈勃常数争议最终是否会被解决，还是将继续指向新的物理理论。
论文原文：
https://doi.org/10.1051/0004-6361/202557993
责任编辑：郭皓存
牧夫新媒体编辑部
『天文湿刻』 牧夫出品
微信公众号：astronomycn
彗星R3的长尾（PanSTARRS）
为什么彗星R3（PanSTARRS）有一条轻盈的尾巴？太阳系内最新明亮的彗星C/2025 R3（PanSTARRS）已经在喷射出令人印象深刻的发光气体流。这条尾巴起始于一个看不见的中央脏冰核，直径可能只有几公里。原子核被太阳加热，释放出一团中性气体云，进入一个发出浅绿色光芒的昏迷状态。被高能阳光电离的核气体被太阳风推离，形成发出浅蓝色光芒的离子尾巴。离子尾巴的细腻特性是由太阳风结构不断变化引起的。两天前拍摄于美国罗德岛的R3彗星（PanSTARRS）展示了一个多度离子尾巴。R3彗星（PanSTARRS）在黎明前从北方天空观测最佳，持续10天，之后从南方天空观察效果最佳。
图片版权：Haythem Hamdi
热门跟贴