宇宙正在膨脹。它的速度有多快由所謂的哈勃-勒梅特常數來描述。但對于這個常數到底有多大存在爭議：不同的測量方法提供了相互矛盾的值。這種所謂的“哈勃張力”給宇宙學家帶來了一個難題。來自波恩大學和圣安德魯斯大學的研究人員現在提出了一種新的解決方案：使用另一種重力理論，可以輕松解釋測量值的差異 - 哈勃張力消失。該研究現已發表在《皇家天文學會月刊》 (MNRAS)上。

宇宙的膨脹導致星系彼此遠離。他們這樣做的速度與他們之間的距離成正比。例如，如果星系 A 距地球的距離是星系 B 的兩倍，那么它與我們的距離也會以兩倍的速度增長。美國天文學家埃德溫·哈勃是最早認識到這種聯系的人之一。

為了計算兩個星系彼此遠離的速度，有必要知道它們相距多遠。然而，這也需要一個必須乘以該距離的常數。這就是所謂的哈勃-勒梅特常數，宇宙學中的一個基本參數。例如，它的值可以通過觀察宇宙中非常遙遠的區域來確定。這給出了每兆秒距離每小時近 244,000 公里的速度(一兆秒差距剛剛超過三百萬光年)。

每小時每百萬秒差距 244.000 公里 - 還是 264,000?

“但是你也可以觀察離我們更近的天體——所謂的 1a 類超新星，它們是一種爆炸??的恒星，”亥姆霍茲輻射與核物理研究所的 Pavel Kroupa 教授解釋道。波恩大學?？梢苑浅＞_地確定 1a 超新星到地球的距離。我們還知道，發光的物體在遠離我們時會改變顏色 - 而且它們移動得越快，變化越強。這類似于救護車，當它遠離我們時，其警報聲會變深。

如果我們現在根據 1a 超新星的色移來計算其速度，并將其與距離相關聯，我們就會得到哈勃-勒梅特常數的不同值，即每兆秒距離每小時略低于 264,000 公里?？唆斉琳f：“因此，宇宙在我們附近(即距離約 30 億光年的距離)的膨脹速度似乎比整個宇宙的膨脹速度還要快。” “事實不應該是這樣的。”

然而，最近的一項觀察可以解釋這一點。據此，地球位于一個物質相對較少的空間區域——相當于蛋糕中的氣泡。氣泡周圍的物質密度較高。周圍物質產生引力，將氣泡中的星系拉向空腔邊緣。“這就是為什么他們離開我們的速度比實際預期的要快，”圣安德魯斯大學的 Indranil Banik 博士解釋道。因此，這些偏差可以簡單地用局部“密度不足”來解釋。

事實上，另一個研究小組最近測量了距離我們6億光年的大量星系的平均速度。“我們發現這些星系遠離我們的速度比宇宙學標準模型允許的速度快四倍，”參與當前研究的克魯帕研究小組的 Sergij Mazurenko 解釋道。

宇宙面團中的氣泡

這是因為標準模型沒有提供這種低密度或“氣泡”——它們實際上不應該存在。相反，物質應該均勻地分布在空間中。然而，如果情況確實如此，就很難解釋是什么力量推動星系高速運動。

“標準模型基于阿爾伯特·愛因斯坦提出的引力本質理論，”克魯帕說。“然而，引力的表現可能與愛因斯坦預期的不同。” 波恩大學和圣安德魯斯大學的工作組在計算機模擬中使用了修改后的重力理論。這種“修正牛頓動力學”(縮寫：MOND)是四十年前由以色列物理學家 Mordehai Milgrom 博士教授提出的。時至今日，它仍然被認為是一種局外人理論。“然而，在我們的計算中，MOND 確實準確地預測了此類氣泡的存在，”克魯帕說。

如果假設引力實際上按照米爾格羅姆的假設運行，那么哈勃張力就會消失：宇宙的膨脹實際上只有一個常數，而觀測到的偏差將是由于物質分布的不規則性造成的。