他们的理论为"哈勃张力"提供了潜在解决方案,可能有助于确认宇宙真实年龄(目前估算约为138亿年)。
在达勒姆举行的皇家天文学会国家天文学会议(NAM)上公布的最新研究表明,来自早期宇宙的声波——"本质上是宇宙大爆炸的声音",为此理论提供了支持。
哈勃常数由埃德温·哈勃于1929年首次提出,用以表述宇宙膨胀速率。可通过观测天体距离及其远离速度进行测量。
当前存在的难题是:运用标准宇宙学模型将早期宇宙测量结果外推至今时,预测的膨胀速率低于通过邻近现代宇宙测量得出的数值。这种现象被称为哈勃张力。
朴茨茅斯大学因德拉尼尔·巴尼克博士解释道:"解决这个矛盾的潜在可能性是:银河系可能位于巨大局域空洞的中心附近。"
"这种情况会导致物质在引力作用下向更高密度的空洞外围聚集,使得空洞随时间推移逐渐稀疏化。
"随着空洞物质流失,天体的退行速度会比不存在空洞时更快,从而表现为局域膨胀速率加速。"
他补充道:"哈勃张力主要是局域现象,目前尚无足够证据表明更早期的宇宙膨胀速率与标准宇宙学模型的预测存在偏差。
"因此,局域空洞这类局域性解决方案是解决问题的有效途径。"
要使该理论成立,地球和太阳系需要位于半径约十亿光年的巨大空洞中心区域,且该区域密度比宇宙整体平均密度低约20%。
直接星系计数支持该理论,因为本星系群的数密度确实低于邻近区域。
然而,这个超大深度空洞的存在存在争议,因为它与标准宇宙学模型预期的大尺度物质均匀分布特征不完全吻合。
尽管如此,巴尼克博士在2025年NAM会议上展示的新数据表明,重子声学振荡(BAOs)——即"大爆炸的余响",支持局域空洞理论。
他解释道:"这些声波在宇宙冷却到足以形成中性原子后便停止传播,永久定格在那个时刻。
"它们如同标准尺,通过测量其角尺寸可以绘制宇宙膨胀历史。
"局域空洞会使BAO角尺度与红移的关系发生轻微畸变,因为空洞引发的局域速度及其引力效应会在宇宙膨胀引起的红移基础上叠加额外增量。
"通过分析过去20年所有BAO测量数据,我们发现空洞模型的吻合度比普朗克卫星CMB观测支持的均匀宇宙模型(即所谓的同质普朗克宇宙学)高出一亿倍。"
研究团队下一步计划将局域空洞模型与其他宇宙膨胀历史测量方法(如宇宙计时器)进行对比验证。
该方法通过观测停止恒星形成的星系,分析其光谱来确定恒星类型及其比例。由于大质量恒星寿命较短,古老星系中不会存在这类恒星,由此可确定星系年龄。
天文学家将星系年龄与其红移值(光波波长拉伸程度)相结合,即可推算出光传播过程中宇宙的膨胀程度,从而揭示宇宙膨胀历史。
哈勃常数由埃德温·哈勃于1929年首次提出,用以表述宇宙膨胀速率。可通过观测天体距离及其远离速度进行测量。
哈勃张力特指宇宙膨胀速率的测量差异,具体表现为基于早期宇宙观测值与局域宇宙观测值的显著偏差。
重子声学振荡是宇宙星系团密度分布中呈现的褶皱模式,为测量宇宙膨胀速率及其历史演变提供了独立的研究途径。
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