宇宙學領域長期面臨一個棘手的難題：兩種最可靠的宇宙膨脹速率測量方法得出了截然不同的結果。這一矛盾被稱為“哈勃張力”，已成為現(xiàn)代物理學最關鍵的未解之謎之一。科學家們發(fā)現(xiàn)，基于鄰近恒星和超新星的數(shù)據(jù)顯示，宇宙膨脹速率約為每秒每百萬秒差距73公里；而通過分析宇宙微波背景輻射——大爆炸遺留的微弱輻射——得出的結果則約為每秒每百萬秒差距67公里。這種顯著差異若非測量誤差所致，可能意味著我們對宇宙的理解存在根本性缺陷。

為破解這一謎題，一個國際天文學家團隊采用了全新的研究方法。他們通過測量引力透鏡類星體光路中的微小時間延遲，繞過了傳統(tǒng)“距離階梯”測量法的累積誤差問題。這種方法的核心是利用大質(zhì)量星系作為天然透鏡，其引力會使背景類星體的光線發(fā)生偏折，形成多個扭曲影像。由于光線路徑長度不同，這些影像到達地球的時間存在微小差異。研究人員通過精確捕捉類星體亮度變化在多個影像中的延遲，結合透鏡星系的質(zhì)量分布模型，成功推算出宇宙膨脹速率。

東京大學助理教授Eric Wong解釋稱：“要實現(xiàn)這種測量，需要找到質(zhì)量足夠大的星系作為透鏡。當類星體亮度發(fā)生變化時，這種變化會在所有影像中同步顯現(xiàn)，但存在時間差。通過分析這些延遲，我們可以重建光線的傳播路徑。”研究團隊使用了八個這樣的透鏡系統(tǒng)，結合詹姆斯·韋伯空間望遠鏡等頂級設備獲取的高分辨率圖像，最終將哈勃常數(shù)的測量精度提升至約4.5%。

這項新研究的結果支持了局部宇宙中觀測到的較高膨脹速率，與超新星測量數(shù)據(jù)一致。盡管仍存在不確定性——尤其是透鏡星系內(nèi)部質(zhì)量分布的建模誤差——但研究為哈勃張力反映真實物理現(xiàn)象的觀點提供了新證據(jù)。Eric Paic博士指出：“當前精度約為4.5%，要明確證實哈勃張力并非測量誤差，我們需要將精度提升至1%至2%。這需要更大樣本量和更精確的質(zhì)量分布模型。”

傳統(tǒng)距離階梯法通過已知亮度的恒星校準超新星，再利用超新星測量遙遠星系距離。但每個校準步驟的誤差會逐級累積，批評者認為這可能是哈勃張力產(chǎn)生的原因。新方法則完全獨立于這一體系，其結果若能進一步驗證，可能迫使科學家重新審視標準宇宙學模型。例如，宇宙早期膨脹方式與預測不符，或存在未知能量形式，都可能解釋當前矛盾。

研究團隊計劃通過增加透鏡樣本量、改進質(zhì)量分布建模來提升精度。隨著更多強大望遠鏡投入使用，他們相信時間延遲宇宙學測量法將提供更可靠的哈勃常數(shù)數(shù)據(jù)。Paic強調(diào)：“當前工作聚焦于方法優(yōu)化，下一步需擴大樣本規(guī)模。只有將精度提升至1%至2%，才能最終解決這一困擾宇宙學數(shù)十年的核心問題。”該研究已發(fā)表于《天文學與天體物理學》期刊。