【菜科解读】

大麦哲伦星云（Large Magellanic Cloud）是银河系的卫星星系，在距离地球将近20万光年之外围绕着我们的银河系打转。

当银河系的重力轻轻地拉动大麦哲伦星云里的气体云时，这些云气坍塌形成新的恒星，像是万花筒般的斑斓色彩因此照亮了大麦哲伦星云。

PHOTOGRAPH BY NASA, ESA. ACKNOWLEDGEMENT: JOSH LAKE

1997年2月，发现号航天飞机上的航天员在与轨道上的望远镜分开后，拍摄了这张哈勃太空望远镜的照片。

PHOTOGRAPH BY NASA

据美国国家地理（撰文：MICHAEL GRESHKO编译：邱彦纶）：哈勃常数（Hubble constant）是宇宙学中最重要的数字之一，但科学家最近发现的最新证据，让哈勃常数的谜团更为扑朔迷离。

最新证据显示，宇宙目前的膨胀速度比早期还要更快，这样的差异让科学家不禁好奇，宇宙中究竟有什么样的力量，可能造成这样的后果。

如果这项发现得到证实――宇宙膨胀的速度比预期还要快了9%，那我们对宇宙的基本认识可能得要重新修正了。

哈勃常数是测量宇宙年龄和膨胀速度的关键指针，但长久以来这个数字就一直充满了争议。

最近有篇刊登在《天文物理期刊》的论文，就发表了关于哈勃常数的最新研究结果。

最近几年有许多研究表示，我们根据早期宇宙的微弱余辉（也就是所谓的宇宙微波背景）所测量到的哈勃常数，与根据银河系遥远年轻恒星所估计得到的哈勃常数值有所不同，即使考虑了其他谜样的宇宙力量，例如让宇宙加速膨胀的暗能量，也是如此。

这篇论文的主要作者是约翰.霍普金斯大学的天文学家亚当.黎斯（Adam Riess），他曾因发现暗能量而成为2011年诺贝尔物理学奖的共同得主，他表示：「宇宙膨胀的速度超乎了我们的预期，这实在令人费解。

」

有些人认为会有这样的差异，是因为数据还不够完整，或是有些系统性的错误而导致结果偏差。

但黎斯和他的同事表示，根据哈勃太空望远镜对宇宙邻近区域的最新测量结果，这样的不一致性不但确有其事，而且比先前的差异还要更大。

在这项最新的研究中，黎斯的团队所测量到的哈勃常数是74.03±1.42公里／秒／百万秒差距，这与先前的数字并不一致。

之前科学家根据欧洲太空总署的普朗克望远镜――目前测量宇宙微波背景的最好仪器――所得到的哈勃常数最佳估计值，是67.4±0.5公里／秒／百万秒差距。

以统计学的观点来说，这两个结果之间的差异大约是4.4个标准偏差，换句话说，这样的差异是纯粹偶然的机率，只有十万分之一。

黎斯说：「用个比喻来说好了，这就好像我们测量两岁孩子的身高，然后试着估计他们长大后会长多高。

等到孩子长大后，我们又再测量他们的身高，如果结果超过预期，我们就会有些困惑，这表示我们还不太了解孩子是怎么成长的。

」

测量宇宙

科学家根据恒星的运动来计算哈勃常数，从而得知宇宙的膨胀速度。

这需要知道两种数据：恒星离我们有多远，以及它远离我们的速度有多快。

天文学家观察恒星发出光线的变化，以测量恒星与我们之间的相对速度。

此外，天文学家也会使用各种工具测量恒星与我们的距离，像是简单的几何关系，或是仔细观察一种称为「造父变星」的恒星。

造父变星的亮度会规律地变亮又变暗，亮度脉动的周期与恒星的整体亮度有密切的关系：恒星愈亮，亮度脉动的周期就愈慢。

天文学家把造父变星的这种周光关系，作为宇宙的量天尺。

我们可以测量造父变星的亮度脉动频率，推算出恒星的发光强度。

之后再将恒星的绝对亮度和我们所看到的恒星亮度相比较，就能知道恒星和我们的距离究竟有多远。

我们也可以将这种方法和某种类型的恒星爆炸观测相结合，以测量宇宙中更深、更远的距离。

多年来，天文学家一直不断尝试校准各项测量数据，努力让这种「宇宙量天尺」更为准确。

在这项研究中，黎斯的团队使用哈勃太空望远镜来观察我们银河系的不规则卫星星系――大麦哲伦星云中的70颗造父变星。

他们能利用这些新数据，更准确地估计我们与大麦哲伦星云之间的距离，这个数字能让他们反过来更精确地推论哈勃常数。

另一种测量方法

如果宇宙膨胀的速度真的比我们预期的还要更快，那么势必有某种新的物理现象提供额外的加速力量。

暗能量让宇宙加速膨胀的能力，是否比我们所想象的还要更强大呢？还是暗物质比我们想象的还更复杂？或是宇宙中还有一些看不见的粒子，像是只透过重力与其他物质产生交互作用的「惰性微中子」（sterile neutrino）？

如果我们对宇宙的理解确实存在着不一致性，那么我们可能会需要另一种独立估计哈勃常数的方法――而且这样的方法就在最近才获得证实。

2017年，科学家发现了重力波的时空涟漪，以及两颗相互碰撞的中子星所发出的光线。

这个历史性的观测，让天文学家得以独立得出哈勃常数的估计值。

到目前为止，这个值恰好位于普朗克望远镜和宇宙量天尺所得到的数值之间。

但是，利用重力波这类「标准汽笛」事件来测量宇宙膨胀的有效程度，取决于像是雷射干涉仪重力波观测站（LIGO）这样的重力波探测器所观测到的中子星事件数量。

到目前为止，天文学家只确认了一个事件――但在4月25日上午，LIGO可能发现了另一次中子星互撞事件。

但想要在辽阔的天空中确认重力波的来源非常具有挑战性，这使得后续的望远镜观测更加复杂。

与此同时，黎斯和世界各地的天文学家正努力让哈勃常数的测量值更为精确，因为即使是小小的差异，也有可能是解开宇宙运作谜团的重要新线索。

「如果不确定性是百分之一或百分之二的时候，即使百分之九的差异也是个大问题。

」黎斯表示：「我们有种感觉，宇宙仍然不断地教导我们它有多么奇妙。

」

宇宙真实年龄是多少岁

主要数据来源普朗克卫星（2013–2021）测宇宙微波背景辐射（CMB），给出：137.97 亿年（138.2 亿年）。

近年（2025）CMB 高精度测量（ACT 等）精度提高到约 0.1%，结果仍确认：138 亿年。

交叉检验最老恒星年龄：126–130 亿年（比宇宙年轻，符合逻辑）。

放射性元素衰变、高红移星系年龄（如 MoM-z14 形成于宇宙约 2.8 亿岁时）均与 138 亿年一致。

简单说教科书 / 标准答案：138 亿年更精确值：137.97 亿年所有数据都建立在大爆炸 +ΛCDM 标准模型上；

如果未来有全新模型（比如有人提出宇宙可能更老，如 300 多亿年），那还需要更多证据才能取代现在的结论。

吞噬一切的宇宙深渊，黑洞引力藏着光速禁区

它拥有世间顶尖的引力束缚力，独特的视界边界划分出截然不同的时空领域，只要踏入视界范围之内，就连每秒三十万公里的光速，都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。

今天就用闲聊述说的口吻，聊聊黑洞引力的奇特特性，讲讲视界的划分意义，理清为何光速都无法从黑洞内部脱身，一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。

宇宙天体的引力强弱，一直和自身质量、密度牢牢挂钩。

普通恒星、行星的引力，只能束缚周边卫星与星际物质，物体只要达到对应速度，就能摆脱引力飞向深空。

而黑洞诞生于大质量天体的末期演化，巨型恒星燃料耗尽后，再也无法支撑自身庞大躯体，核心在自身重压下急剧向内坍缩，体积被无限压缩，密度飙升到难以想象的地步。

极致致密的结构，催生出碾压所有常规天体的超强引力，这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。

从黑洞形成的那一刻开始，它就注定成为宇宙里特殊的存在，和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。

围绕黑洞存在一层无形的边界，这便是人们常说的事件视界。

它没有实体外壳，肉眼无法直接看见，却是一道无法逾越的分界线。

视界之外的宇宙空间，依旧遵循常规物理规则，光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭，天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。

一旦物质、光线跨越这条无形界线，彻底进入视界内部，一切都会发生颠覆性改变。

黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在，再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。

衡量天体引力束缚能力，有一个关键参照标准就是逃逸速度，也就是物体摆脱天体引力束缚，飞向宇宙远方需要具备的最低速度。

地球有着自身对应的逃逸速度，火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空，太阳系里的各大行星、恒星，都有着各自固定的逃逸速度门槛。

黑洞打破了常规天体的速度极限，视界内部的逃逸速度直接超越光速。

光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度，连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼，其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。

光线坠入黑洞视界后，无法向外反射、传播，我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮，这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。

任何闯入视界之内的物质，不管是庞大的恒星残骸，还是细碎的气体尘埃，都会被强大引力不断拉扯撕扯，最终向着黑洞中心奇点不断坠落，彻底消融在这片深渊之中。

超强引力不止禁锢视界内部的一切，也会剧烈扭曲周边时空。

靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折，光线途经周边空间也会发生明显偏转。

不少遥远天体发出的光芒，在奔赴地球的途中靠近黑洞区域，都会被引力改变行进路线，这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。

科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹，一步步推算黑洞位置，测算它的质量与引力强度。

时至今日，人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查，视界内部的时空结构、物质形态，还留存着大量未解谜题。

光速无法逃逸的特性，让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域，里面的一切变化都无法向外传递信息。

黑洞凭借极致强大的引力，划定出超越光速束缚的视界禁区，成为宇宙中最神秘的深渊天体。

这份打破常规物理认知的特质，不断吸引着人类探索研究，随着天文观测技术持续进步，未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。