大爆炸回声揭示地球周围存在十亿光年尺度的宇宙空洞——该空洞正以超越宇宙膨胀的速度拉伸空间

他们的理论是“哈勃张力”的一个潜在解决方案，可能有助于确认我们宇宙的真实年龄，目前估计约为138亿年。

在达勒姆举行的英国皇家天文学会国家天文学会议（NAM）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”——支持这一观点。

哈勃常数最早由埃德温·哈勃于1929年提出，用以表示宇宙的膨胀速率。它可以通过观测天体距离以及它们远离我们的速度来测量。

然而，难点在于，使用标准宇宙学模型将遥远早期宇宙的测量结果外推至当今，所预测的膨胀速率比附近较近宇宙的测量结果要慢。这就是哈勃张力。

“这种不一致的一个潜在解决方案是，我们的星系靠近一个巨大的局部宇宙空洞的中心，”朴茨茅斯大学的因德拉尼尔·巴尼克博士解释道。

“这会导致物质在引力作用下被拉向空洞外部密度更高的区域，从而导致空洞随时间变得越来越空。

“随着空洞的排空，天体远离我们的速度会比没有空洞存在时更大。因此，这赋予了局部膨胀速率更快的外观。”

他补充道：“哈勃张力主要是一个局部现象，几乎没有证据表明在更早的过去，膨胀速率与标准宇宙学模型的预期存在分歧。

“因此，像局部空洞这样的局部解决方案是解决这个问题的有希望途径。”

为了使这一观点成立，地球和我们的太阳系需要位于一个半径约十亿光年、且密度比整个宇宙平均密度低大约20%的空洞中心附近。

直接计数星系确实支持这一理论，因为我们本地宇宙的星系数密度低于邻近区域。

然而，如此巨大且深度的空洞的存在具有争议性，因为它与宇宙学标准模型不能很好地吻合；该模型暗示在如此大的尺度上，今天的物质应该分布得更均匀。

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（BAO）——“大爆炸的声音”——支持存在局部空洞的观点。

“这些声波只传播了很短时间，一旦宇宙冷却到足以形成中性原子，它们便冻结在原地，”他解释道。

“它们充当了标准尺度的角色，我们可以利用其角大小来绘制宇宙膨胀历史图。

“一个局部空洞轻微扭曲了BAO角尺度与红移之间的关系，因为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略微增加额外的红移。

“通过综合考虑过去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’高约一亿倍；后者是专为拟合普朗克卫星所观测的宇宙微波背景（CMB）而设计的参数模型，即所谓的均匀普朗克宇宙学模型。”

研究人员的下一步是将他们的局部空洞模型与其他估算宇宙膨胀历史的方法进行比较，例如宇宙计时器。

这涉及到观测那些不再形成恒星的星系。通过分析它们的光谱或光线，可以确定它们拥有哪些类型的恒星以及各自的比例。由于质量更大的恒星寿命更短，它们不会出现在更古老的星系中，这为确定星系的年龄提供了一种方法。

天文学家随后可以将这个年龄与星系的红移（其光线波长被拉伸的程度）结合起来，红移告诉我们，在星系光线向我们传播的这段时间里宇宙膨胀了多少。这揭示了宇宙的膨胀历史。

哈勃常数最早由埃德温·哈勃于1929年提出，用以表示宇宙的膨胀速率。它可以通过观测天体距离以及它们远离我们的速度来测量。

哈勃张力指的是宇宙膨胀速率的测量值之间存在差异，具体表现为基于早期宇宙观测得出的值与基于局部宇宙观测得出的值之间的不一致。

重子声学振荡是散布在整个宇宙中的星系团密度分布的一种皱纹模式。它们提供了一种独立的方法来测量宇宙的膨胀速率以及该速率在整个宇宙历史中的变化情况。