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自2014年起 ， 哈勃常数的测量值——现在宇宙膨胀的速率 ， 出现了争议 。 远处星体所得的测量数据比近处星体测量数据小约10% 。 虽然它们听起来相差不大（事实上并不是这样 ， 巨大的科学成就总是需要最精准的测量值） ， 但它们的不确定性应该只有2% 。从统计学上讲 ， 在2%的不确定性中 ， 10%的误差需要引起重视 ， 并进行调查 。 从2014年起 ， 人们提出了300多种解决这个“宇宙学危机”的方案 。 但没有一种方案得到了宇宙学家的普遍赞同 ， 而且随着科学家们继续进行着测量 ， 危机还在加大 。
【简约的哈勃常数，偏差甚小，为何能引发宇宙学危机？】
LCDM模型
我们对宇宙学的现代理解正在濒临险境 。 我们把它概括为 λ-CDM模型 ， 缩写为LCDM模型 。 像其他科学模型一样 ， 这个模型做了几个基本假设 。 它假设了广义相对论在宇宙学尺寸下适用 ， 且宇宙具有各向同性 ， 宇宙是平坦的 ， 其中有一些地方是空的 ， 被称作暗物质 ， 不对普通物质有任何反应（CDM就是指冰冷的暗物质） 。 还有一些其他物质称作暗能量（即λ） ， 在宇宙膨胀中维持着宇宙密度 。
一旦这些假设被确立了（在大量观测事实上 ， 它们的确被确立了） ，LCDM就只有六个自由参数 。 你需要做各种宇宙测量 ， 去得到这些数据 。 而你一旦得到了这些参数 ， 就可以预测所有关于宇宙的事 ， 包括且不仅限于现在的宇宙膨胀速率 。
固定这些参数的最好方法是宇宙微波背景辐射（CMB）它是宇宙诞生38万年时留下来的光 。 CMB用处很多 ， 它很宏大 ， 容易测量 ， 容易理解 。
当你拥有了CMB测量值之后 ， 就可以像欧洲航天局的普朗克卫星任务一样 ， 填补LCDM的未知部分 ， 掌握住宇宙的整个历史 。
通往星星的天梯
这就带来了紧张气氛 。 早期宇宙测量带给我们大量LCDM参数的信息 ， 这些信息不仅来自CMB还来自重子声学振荡——早期宇宙中的巨大声波在宇宙中游荡留下的星系的微小位移 ， 以及大量光的元素 。
不管你怎样结合早期宇宙测量数据去完成LCDM模型 ， 你最终都会得到哈勃常数大约为68km/s/Mpc 。
那么 ， 问题解决了 。 是吗？不 ， 没有那么快 。
你还可以直接测量哈勃常数 。 你需要测量大量物体的距离和速度 ， 可以选择Ia型超新星 ， 星系性质 ， 米拉变星和一些类型的红巨星 。
除了红巨星 ， 其他方法测得的哈勃常数为一个较高的数字——超过74km/s/Mpc 。
有趣却有些沮丧的是 ， 红巨星测得的结果恰在这两个极端数字之间——因此 ， 我们迎来了危机 。
无解决之路
我们已经有两种截然不同的方法来测量哈勃常数 ， 每一种都经过了实验检验 ， 研究理解 。 LCDM模型在预测很多宇宙观测上取得了巨大成功 ， 没有人愿意抛弃这个模型 。 CMB的测量值是精确的——几乎是目前天文学历史上最精准的测量 。
从另一方面来说 ， 超新星的测量也是合理的 。 一些其他的探测器给出了类似的哈勃常数值 。 早期宇宙与后期宇宙 ， 整体测量与当地测量 ， 大尺度与小尺度 ， 都形成了对比——不管你怎样区分它们 ， 我们始终有两种应当吻合的看法出现了分歧 。 我们本该有一个普遍的 ， 一致的测量结果 ， 但我们没有 。
宇宙学家对这个“危机”很感兴趣 ， 因为自20多年前 ， 我们发现暗能量之后 ， 再没有出现如此有趣之事 。 当测量结果发生分歧 ， 这是自然界在悄悄告诉我们 ， 这里有一个新的空间 ， 一个新的机会让我们揭开宇宙更多的真相 。
迄今为止 ， 已有300多种宇宙危机的解决方案 。 有人呼吁在CMB上进行更多的物理研究 ， 有人认为暗能量近年研究中在作怪 ， 有人从更基础的方面改变了物理理论 ， 使观测结果变得更复杂 。
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