现代宇宙学中,两个长期困扰科学界的难题近日迎来了新的解释思路。一项发表于《皇家天文学会月刊》的研究提出,早期宇宙中可能存在一种短暂存在的神秘能量——早期暗能量,这一假设或许能同时破解哈勃争议与早期大质量亮星系之谜。
自1920年代哈勃发现宇宙膨胀以来,天文学家始终致力于测量其膨胀速率,但不同方法得出的结果存在显著分歧。当前主流的两种测量方式中,一种通过分析宇宙微波背景辐射推算哈勃常数,结果为67.4±0.5公里/秒/百万秒差距;另一种基于超新星观测的“宇宙距离阶梯”方法,则得出73.0±1.0公里/秒/百万秒差距。尽管数值差异看似微小,却对宇宙基本性质的理解构成重大挑战,这一矛盾被称为哈勃争议。
研究团队指出,若早期宇宙中存在短暂作用的早期暗能量,其短暂存在的引力效应可能加速宇宙初始阶段的膨胀,从而调和两种测量方法的结果差异。这种能量形式与当前主导宇宙加速膨胀的暗能量类似,但仅在宇宙诞生后的极短时间内发挥作用,随后迅速消散。
另一个困扰学界的谜题来自2023年韦布空间望远镜(JWST)的观测:在宇宙仅3%当前年龄的时期(约5亿年前),就已存在与银河系规模相当的明亮星系。根据标准宇宙模型,此类巨型星系的形成需要数十亿年时间,原始气体需通过暗物质引力逐渐聚集。JWST的发现迫使科学家重新审视现有理论,或寻找宇宙中缺失的未知成分。
研究团队通过模拟发现,早期暗能量的短暂存在可加速暗物质晕的形成——这些由暗物质构成的引力“骨架”是星系诞生的基础。在早期暗能量作用下,宇宙膨胀速度的短暂提升使暗物质晕更早达到临界质量,从而在数亿年内形成巨型星系。模拟结果显示,这种机制下产生的明亮星系数量与大质量暗物质晕的分布高度吻合。
该研究通过同一理论框架解释了两个看似无关的宇宙学难题,但早期暗能量的存在仍需更多证据支持。科学家计划结合JWST与其他天文台的观测数据,进一步验证这一假设。若获证实,这一发现将重塑人类对宇宙早期演化与结构形成的认知,为解开宇宙起源之谜提供关键线索。











