哈勃那會兒靠的是造父變星,這類星星像燈塔,亮度跟眨眼頻率挂鉤,週期越長,光芒越強。通過它們,哈勃算出了星系的距離,再結合紅移數據——也就是星光被拉長、變紅的現象——他得出一個粗糙的結論:宇宙在膨脹!他當時估摸哈勃常數是每秒500千米每百萬秒差距。啥意思?簡單說,星系離我們遠一百萬秒差距(大約326萬光年),它逃跑的速度就快500千米每秒。可這數位一出來,麻煩大了。按這個速度推,宇宙才20億歲,比地球的40億年還年輕!這不等於說,房子比地基還老嗎?天文學家們撓破了頭。
造父變星是個老法寶。它們的光芒穩定,像宇宙里的尺規,幫著天文學家量遠近。2016年,諾貝爾獎得主亞當·裡斯帶著團隊,用哈勃太空望遠鏡盯著19個星系里的造父變星和超新星,測了個精細活兒,哈勃常數定在每秒73.23千米每百萬秒差距,誤差只有2.4%。這精度,堪比拿把尺子量月球到地球的距離。可別以為這就萬事大吉了。另一邊,科學家們還有個法子,盯著宇宙微波背景輻射(CMB)——那是宇宙大爆炸留下的餘溫。這東西均勻得像剛出鍋的粥,可細看還有點小波動。這些波動被拉伸的模樣,能透露出宇宙膨脹的秘密。普朗克衛星測了這個,算出哈勃常數是每秒66.93千米每百萬秒差距。差不多同時,大規模星系團的測量(叫重子聲學振蕩,簡稱BAO)給出的數位是每秒67.6千米每百萬秒差距。CMB和BAO的答案像雙胞胎,親近得不行,可跟造父變數一比,差得讓人心裡犯嘀咕。
這偏差咋回事?難道宇宙在跟我們玩捉迷藏?科學家們可沒閑著,又整出個新招——引力透鏡。這法子聽起來高大上,其實原理不複雜。遙遠的類星體發出的光,路過大品質星系時,會被星系的引力拽彎,就像光線穿過玻璃杯,折出好幾道影子。2010年代,天文學家挑了五個類星體,仔細觀察它們的光怎麼被折騰。光線走不同的路,到地球的耗時也不一樣,有的快,有的慢。類星體的亮度還會時不時閃一下,像在跟你眨眼。這些閃爍的間隔,能幫科學家算出光線跑了多遠,宇宙膨脹得有多快。最終,他們得出哈勃常數是每秒71.9千米每百萬秒差距,誤差2.7%。
這引力透鏡的妙處,在於它不怎麼依賴複雜的宇宙模型。別的法子得假設普通物質、暗物質、暗能量各佔多少比例,像在拼圖前先定好框框。引力透鏡就不一樣,它直接看光線跑路的時間,少了好些繞彎子的麻煩。結果一出來,跟造父變數靠得挺近,可跟CMB和BAO的數位還是差著一截。這下,科學家們更坐不住了。難道宇宙的膨脹速度,真不像我們想的那樣簡單?
再說回引力透鏡的測量。2019年,團隊又加了幾個類星體的觀測,數據更紮實了。光線彎曲的路徑,像一條條蜿蜒的河,流向地球的每一秒,都帶著宇宙的訊息。科學家們守著電腦,分析閃爍的節奏,恨不得把每道光都掰開揉碎了看。71.9這個數位,像是從宇宙watermark裡蹦出來的,帶著點不服輸的勁兒。它跟造父變數的測量站一塊兒,像是兩個老朋友,肩並肩往前走。可CMB和BAO的測量,像隔著條河,喊話喊不到一塊兒去。這場景,咋看咋像一場拉鋸戰,誰也不肯先讓步。
宇宙這盤棋,下的可真不簡單。每種測量方法,都有自己的絕活兒。造父變星靠的是亮度,CMB看的是餘溫,引力透鏡玩的是光路,BAO則是星系團的分佈。它們各有各的理,可湊一塊兒,咋就唱起了對台戲?科學家們倒也不急著下結論,畢竟,真相這東西,藏得深,得一點點挖。就像剝洋蔥,剝皮和剝皮,總會找到點啥。