來自哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的最新觀測結(jié)果顯示，現(xiàn)在宇宙的膨脹速度比宇宙學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言快了約9%。此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)使得天文學(xué)家紛紛猜測這是——
　　近日，美國天文學(xué)家公布了一項(xiàng)來自哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的最新觀測。該結(jié)果顯示，現(xiàn)在宇宙的膨脹速度比宇宙學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言快了約9%。如果相信這一觀測結(jié)果，就意味著人們所熟悉的標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)和諧模型（LCDM）可能存在瑕疵。
　　這讓研究人員不免略感疑惑：難道這一發(fā)現(xiàn)是大自然和人類開的一次不大不小的玩笑？抑或其背后隱藏著重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的線索？
　　矛盾點(diǎn)何在？
　　在中科院國家天文臺(tái)研究員趙公博看來，上述研究引起宇宙學(xué)界廣泛關(guān)注，主要原因是在LCDM模型框架內(nèi)其結(jié)果與宇宙微波背景輻射以及重子聲波振蕩測量并不一致。
　　“宇宙膨脹速度在宇宙學(xué)研究中一直都是熱點(diǎn)，并在很長一段時(shí)間內(nèi)都有分歧。不過，這一分歧是逐漸減小的?！敝锌圃簢姨煳呐_(tái)研究員陳學(xué)雷告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。
　　據(jù)了解，基于LCDM的理論框架，歐洲空間局普朗克衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)通過對宇宙微波背景輻射的精確觀測，給出當(dāng)今宇宙膨脹速度為66.53±0.62千米/秒/百萬秒差距（km/s/Mpc）。然而，最新測量的宇宙膨脹速度為73.24±1.74km/s/Mpc，比通常認(rèn)為的速度快了9%。
　　陳學(xué)雷介紹說，事實(shí)上，9%的分歧差得并不算多。那么，這一研究為何還是引起了相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家的普遍關(guān)注？
　　“差多少要與誤差比才有價(jià)值。”陳學(xué)雷解釋稱，雖然9%差得不多，但該測量誤差為2.4%，比9%小很多，這從統(tǒng)計(jì)學(xué)上而言是顯著的。這也說明兩個(gè)數(shù)值之間的確存在出入，而科學(xué)往往從這些小的出入中發(fā)現(xiàn)新問題。
　　可信度多高？
　　測量數(shù)值與預(yù)言數(shù)值出現(xiàn)了偏差，問題究竟出在哪兒？這才是科學(xué)家真正關(guān)心的問題。依據(jù)陳學(xué)雷的判斷，造成偏差有兩種可能性：觀測的系統(tǒng)誤差和理論上被科學(xué)家忽略的因素。“從我們的角度而言，更感興趣的是后一種可能。”陳學(xué)雷稱。
　　不過，對于該測量數(shù)據(jù)的置信度，也有科學(xué)家持較為謹(jǐn)慎的態(tài)度。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文系教授蔡一夫告訴記者，“現(xiàn)在的結(jié)果只有3σ（99.7%）的置信度，是很低的。通常，實(shí)驗(yàn)上5σ（99.9999%）的置信度才會(huì)被認(rèn)為是證據(jù)。因此，目前只能認(rèn)為是一個(gè)超出標(biāo)準(zhǔn)模型的疑似跡象”。
　　但他補(bǔ)充稱，宇宙加速膨脹在1998年被超新星觀測發(fā)現(xiàn)時(shí)，第一組實(shí)驗(yàn)的置信度也只有3σ，而第二個(gè)超新星實(shí)驗(yàn)組抱著檢驗(yàn)之前結(jié)果的目的開展實(shí)驗(yàn)觀測后，得到了超出5σ的置信度。因此，蔡一夫認(rèn)為，科學(xué)突破雖然艱難，但對科學(xué)發(fā)現(xiàn)的意外結(jié)果還是應(yīng)當(dāng)保持開放的態(tài)度。
　　采訪中，專家均對該結(jié)果為天文學(xué)后續(xù)研究帶來的可能影響表示關(guān)注。趙公博告訴記者，這一研究結(jié)果意味著目前標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型很可能需要擴(kuò)展，暗能量可能不是廣泛認(rèn)為的真空能。
　　“如果這一結(jié)果正確，很多科學(xué)家都要凌亂了。”蔡一夫告訴記者，在天文學(xué)研究的歷史上，科學(xué)家對于宇宙理論的理解經(jīng)歷了多次消化、更新、再消化的過程。
　　“1998年之前，科學(xué)家覺得對宇宙理論已經(jīng)理解得不錯(cuò)了，后來發(fā)現(xiàn)了宇宙加速膨脹，之后花了近20年的時(shí)間才對加速膨脹有了一定的理解。而此次觀測表明，宇宙很可能是超加速膨脹?！辈桃环虮硎?，要解釋宇宙的超加速膨脹，可能需要修改宇宙尺度的引力理論或?qū)ΜF(xiàn)有的宇宙學(xué)模型進(jìn)行更新，對宇宙的認(rèn)知也將發(fā)生一系列變化。
　　重大發(fā)現(xiàn)線索？
　　利用該研究方法獲得的宇宙膨脹速度相較于通過宇宙微波背景輻射測出的數(shù)值高一些，對科學(xué)家而言也并非今天才發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。然而，問題在于，“新發(fā)表的結(jié)果，實(shí)際上充分檢查了各種可能存在的問題，發(fā)現(xiàn)差別并沒有縮小，反而可能增大了。”陳學(xué)雷說，這就需要科學(xué)家去考慮是否在理論上存在一些以往被忽視的因素。
　　“比如，是不是擬合宇宙微波背景輻射的模型不準(zhǔn)確。也有人猜想，銀河系所處區(qū)域可能正好是宇宙當(dāng)中密度偏低的地方，這個(gè)地方是不是膨脹速度比別的地方快一些?！标悓W(xué)雷表示。
　　這意味著未來從事觀測的研究人員需要盡可能地反復(fù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。然而，能否實(shí)驗(yàn)上最終確認(rèn)這一觀測結(jié)果也將是一個(gè)漫長的過程。
　　在宇宙學(xué)研究的歷史上，有很多次由于觀測結(jié)果不吻合所產(chǎn)生的矛盾，引導(dǎo)科學(xué)家通過引入新模型、考慮新可能性等辦法予以解決，從而帶來了一系列重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)?！氨热纾的芰烤褪窃谟^測中這樣發(fā)現(xiàn)的?！标悓W(xué)雷說，此次研究是否會(huì)帶來新的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)還有待進(jìn)一步研究，但“這很可能是大自然提示我們的新線索”。
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2016-06-28 第1版 要聞)