現代宇宙學中,兩個長期困擾科學界的難題近日迎來了新的解釋思路。一項發表于《皇家天文學會月刊》的研究提出,早期宇宙中可能存在一種短暫存在的神秘能量——早期暗能量,這一假設或許能同時破解哈勃爭議與早期大質量亮星系之謎。
自1920年代哈勃發現宇宙膨脹以來,天文學家始終致力于測量其膨脹速率,但不同方法得出的結果存在顯著分歧。當前主流的兩種測量方式中,一種通過分析宇宙微波背景輻射推算哈勃常數,結果為67.4±0.5公里/秒/百萬秒差距;另一種基于超新星觀測的“宇宙距離階梯”方法,則得出73.0±1.0公里/秒/百萬秒差距。盡管數值差異看似微小,卻對宇宙基本性質的理解構成重大挑戰,這一矛盾被稱為哈勃爭議。
研究團隊指出,若早期宇宙中存在短暫作用的早期暗能量,其短暫存在的引力效應可能加速宇宙初始階段的膨脹,從而調和兩種測量方法的結果差異。這種能量形式與當前主導宇宙加速膨脹的暗能量類似,但僅在宇宙誕生后的極短時間內發揮作用,隨后迅速消散。
另一個困擾學界的謎題來自2023年韋布空間望遠鏡(JWST)的觀測:在宇宙僅3%當前年齡的時期(約5億年前),就已存在與銀河系規模相當的明亮星系。根據標準宇宙模型,此類巨型星系的形成需要數十億年時間,原始氣體需通過暗物質引力逐漸聚集。JWST的發現迫使科學家重新審視現有理論,或尋找宇宙中缺失的未知成分。
研究團隊通過模擬發現,早期暗能量的短暫存在可加速暗物質暈的形成——這些由暗物質構成的引力“骨架”是星系誕生的基礎。在早期暗能量作用下,宇宙膨脹速度的短暫提升使暗物質暈更早達到臨界質量,從而在數億年內形成巨型星系。模擬結果顯示,這種機制下產生的明亮星系數量與大質量暗物質暈的分布高度吻合。
該研究通過同一理論框架解釋了兩個看似無關的宇宙學難題,但早期暗能量的存在仍需更多證據支持。科學家計劃結合JWST與其他天文臺的觀測數據,進一步驗證這一假設。若獲證實,這一發現將重塑人類對宇宙早期演化與結構形成的認知,為解開宇宙起源之謎提供關鍵線索。











