已有 300 多个解决方案来解决这场“宇宙学危机” 危机只会越来越严重

　　从 2014 年开始，对哈勃常数（即当今宇宙的膨胀率）的测量开始出现分歧。来自遥远宇宙的测量结果与来自附近宇宙的测量结果相差约 10%。虽然这听起来不是很多，但这些测量的不确定性只有大约 2%。

　　10% 的差异和 2% 的不确定性在统计上是显着的，值得研究。自 2014 年以来，已有 300 多个解决方案来解决这场“宇宙学危机”。这些提议都没有得到宇宙学家的普遍认同，随着测量的继续，危机只会越来越严重。

　　这里的关键是我们对宇宙历史的现代理解，正如所谓的 Lambda-CDM 模型所概括的那样，通常缩写为 LCDM。这个模型做出了一些基本假设，就像科学中的任何其他模型一样。该模型假设广义相对论在宇宙尺度上是正确的，并且我们的宇宙是同质和各向同性的（在所有方向上都相同）。它假设我们的宇宙在几何上是平坦的，并且存在一些称为暗物质的实体，它不经常与正常物质相互作用（即“CDM”部分，代表“冷暗物质”）。它假设有另一种物质，称为暗能量（即“Lambda”）。

　　一旦设置了这些假设（并且它们是基于过去的大量观察），LCDM 就只有六个自由参数。您需要进行各种宇宙学测量才能获得这些数字，但是一旦您这样做了，该模型就可以预测关于宇宙的其他一切，直到并包括当今的膨胀率。

　　确定六个自由参数值的最佳位置之一是宇宙微波背景(CMB)，它是宇宙只有 380,000 年历史时遗留下来的光。CMB 很有用，因为它很大、易于测量且易于理解。

　　有了 CMB 的测量结果，就像从欧洲航天局的普朗克卫星任务中获得的测量结果一样，您可以在 LCDM 模型中填写未知数，并且基本上可以很好地掌握宇宙的整个历史。

　　所以紧张感来了。早期宇宙的测量为我们提供了关于 LCDM 模型自由参数的大量信息。这些测量不仅来自 CMB，还来自所谓的重子声学振荡——当巨大的声波在早期宇宙中撞击时留下的星系位置的微妙变化——以及丰富的轻元素。

　　无论您使用何种早期宇宙测量组合来填充 LCDM 模型，您最终都会预测哈勃常数的值约为 68 km/s/Mpc。

　　您也可以尝试直接测量哈勃常数。为此，您需要测量一堆物体的距离和速度。有很多选择，包括 Ia型超新星、星系特性、米拉变星和某些种类的红巨星。

　　除了红巨星方法，哈勃常数的所有局部测量都显示出更高的数字——更像是 74 km/s/Mpc。

　　我们有两种完全不同的方法来接近哈勃常数。两者都经过充分测试、充分研究和充分理解。LCDM 模型在描述和预测大量宇宙观测方面取得了巨大成功，因此没有人会急于放弃它。CMB 的测量非常精致——迄今为止，这是整个天文学史上最准确的测量。

　　另一方面，超新星测量也是合法的。哈勃常数的不同探测器给出了类似的答案。

　　早期宇宙与晚期宇宙，全球与局部，大尺度与小尺度——无论你如何分割，这两种关于宇宙的观点应该是一致的，但他们不同意。我们应该对哈勃常数有一个共同的、商定的值，但我们没有。

　　宇宙学家对这场“危机”如此感兴趣，因为这是自 20 多年前发现暗能量以来宇宙学中发生的第一件有趣的事情。当测量结果不一致时，这是大自然对我们耳语。这里有空间，也许是一个机会，可以了解更多关于宇宙的信息。

　　迄今为止，已有超过 300 项解决宇宙学危机的建议。有些人呼吁在 CMB 时代增加物理学。一些人呼吁暗能量在最近做一些奇怪的事情。有些在基础层面改变了物理学，扰乱了我们对超新星的观察。

　　然而，没有任何单一的提议可以解释大量的宇宙学证据，我们远未就解决方案达成共识。