人的一生中，或多或少總有失去時間概念的某一刻，而這一次，全球的天文學家們似乎全中招了。據美國NBC新聞5月18日報導，一項最新的研究表明，宇宙大爆炸發生在125億-130億年前，而非此前所稱的138億年前，科學家們可能高估了宇宙的年齡超過10億年。
這一驚人的發現迫使科學家們開始重新思考，從宇宙大爆炸到今天的發展歷史，而這是人類發展史上最關鍵的一部分。
“大爆炸宇宙論”是現代宇宙學中最有影響的一種學說。圖據《新科學家》雜誌
此前關於宇宙年齡的估算有誤
失去時間概念尤其令人煩惱，特別是在充滿神秘的宇宙中，它的年齡被視為少數幾個幾乎可以確定的因素之一。
據NBC新聞報導，2013年，歐洲普朗克太空望遠鏡對宇宙異塵餘生的詳細測量似乎得出了關於宇宙年齡的最終答案：138億年。接下來，科學家們只需利用對其他星系中亮星的獨立觀測來驗證這個數字。
然而，這之後卻發生了令人意想不到的轉折。
包括諾貝爾獎得主、天文學家亞當·裡斯在內的幾個研究小組開始進行獨立觀測。然而，他們非但沒有驗證普朗克的測量結果，反而得出了與之截然不同的結果。
亞當·裡斯計算得出，宇宙只有125歲到130億歲，而最初的計算表明，宇宙的年齡在136億年到138億年之間。裡斯的結果比之前的估算，少了大約10億年。
“嘿，這是個好消息。”裡斯對美聯社說。“每個人都喜歡看起來更年輕。”5月18日，一篇關於這項研究的論文發表在《天體物理學雜誌》上。
對鄰近星系星系團的研究進一步證明，宇宙比預期的更年輕，膨脹速度更快。圖據NBC新聞
宇宙膨脹速度比估算的快了9%
那麽，宇宙要比估算年輕10億歲的結論是如何得出的呢？
這需要追溯到1929年，當時的天文學家埃德溫·哈勃發現，星系正從地球的各個方向逃離。更令人震驚的是，哈勃發現這些星系距離越遠，它們逃離的速度就越快，這種模式意味著它們都在逃離彼此。裡斯解釋道：“只有當空間在膨脹時，這一切才有可能成為現實。”
這一發現成為了後來的“哈勃定律”，而哈勃定律中的常數值“哈勃常數”，則用來計算宇宙擴張速度。一些科學家將哈勃常數稱之為“宇宙學中最重要的數字”，即研究宇宙起源與發展。
正在膨脹的宇宙意味著，宇宙有一個確定的年齡，這個過程可以追溯到宇宙空間中所有東西都擠在一起，處於一種極其密集、熾熱的狀態的時候，也就是我們所謂的宇宙大爆炸。天文學家們意識到，通過測量星系之間的分離速度，他們可以算出這一時刻。他們所要做的就是，弄清楚如何準確地測量。
而直接觀測其他星系的困難是科學家們發明普朗克太空望遠鏡的原因之一，它被設計用來探測大爆炸遺留下來的異塵餘生。如果能正確解讀，異塵餘生的模式可以告訴我們早期宇宙的確切物理狀態。原則上，普朗克望遠鏡的讀數幫助我們了解，宇宙是由什麽構成的，以及它的年齡。
普朗克的確做到了，它告訴我們，宇宙的26%是由暗物質組成的，這是一種無形的物質，幫助星系聚集在一起。它還證實了一個令人驚訝的發現，即宇宙由暗能量主導，暗能量是一種未知的力量，滲透到所有的真空中。
圖據NASA
最令人滿意的是，普朗克望遠鏡最終完成了哈勃開始的工作，確定了宇宙膨脹的速度和存在的時間。然而，芝加哥大學宇宙學家溫迪·弗裡德曼和亞當·裡斯，以及他們的同事，並沒有放棄繼續另一種確定宇宙年齡的方法研究。他們不斷改進觀測結果，現在正接近1%的精確目標。也正是因為他們的工作，才出現了如今的爭論。
NBC新聞報導，亞當·裡斯最新的星系研究表明，宇宙的膨脹速度比普朗克給出的答案快了9%左右。這聽起來沒什麽，但在宇宙歷史上，算起來就出現了整整10億年的時間差異。
最開始，人們普遍認為裡斯和其他星系觀察者在中途犯了什麽錯誤。考慮到風險，每個參與者都在反覆檢查自己的結果，尋找可能的錯誤來源。不過，隨著觀察不斷深入，結果並沒有改變。而對普朗克望遠鏡數據的再次分析也沒發現任何問題。
如果，所有的數字計算都是正確的，那麽就意味著，問題一定存在更嚴重的地方。他們慢慢發現，問題似乎不在於觀測結果，而在於支撐觀測結果的宇宙學理論和基本模型之中。如果這些理論是錯誤的或不完整的，那麽，科學家們對普朗克讀數的解釋也是存在缺陷的。
裡斯解釋道：“這種差異表明，宇宙模型中有一些東西我們還沒有正確理解。”然而，那些東西可能是什麽，目前沒人知道。
距離地球近20萬光年的大麥哲倫星雲。圖據美聯社
距離找出真相 還有很多工作要做
亞當·裡斯在接受美聯社採訪時說：“現在看來，我們需要一些新的東西來解釋這個現象。”
普林斯頓大學天體物理學家喬·鄧克利對普朗克的結果進行了廣泛的分析後也表示：“這意味著我們還有很多令人著迷的工作要做，看看是否有什麽東西可以解釋這一切。”
這種結果讓科學家們意識到，他們對自然的基本規律仍然知之甚少。鄧克利指出，被稱為中微子的幽靈粒子在太空中極其豐富。“我們在實驗室裡測量中微子，然後把它們放進宇宙學模型中，假設它們的行為和我們預期的一樣，但我們根本不知道這是不是真的。”她說道：“如果暗物質比我們想象的還要複雜，我也不會感到驚訝。”
當然，也有一種可能性，那就是裡斯的解釋是不正確的，在過去的十幾億年裡，確實有什麽東西加速了宇宙的膨脹。一個潛在的罪魁禍首可能是暗能量，但到目前為止，科學家們還不能證實這一理論。“我們不知道它是什麽。也許模型方面還有一些完全缺失的元素，還有待發現，”弗裡德曼說。
另一位諾貝爾獎獲得者、NASA天體物理學家約翰·馬瑟告訴美聯社，目前存在兩種可能性：“一是，我們正在犯我們還沒有發現的錯誤。二是，大自然中有一些我們還沒有發現的東西。”
然而，要弄清楚哪種解釋是正確的，如果真有的話，還需要科學家們在測量宇宙實際運行的方式上做出另一個巨大的改進。弗裡德曼並不諱言目前對宇宙的無知程度：“問題是，我們還需要學習什麽？我很想在一百年或一千年後再回頭來看看這個問題。”
紅星新聞記者 徐緩 編譯報導
編輯 潘莉
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