导读 由于宇宙观测和测量工具的令人眼花缭乱的增长以及一些新的进步(主要是我们所说的暗物质和暗能量的发现)，所有这些都是在广义相对论的背景下...

由于宇宙观测和测量工具的令人眼花缭乱的增长以及一些新的进步(主要是我们所说的暗物质和暗能量的“发现”)，所有这些都是在广义相对论的背景下进行的，在 2000 年代初期，似乎没有什么能够做到这一点。挑战我们对宇宙、宇宙起源和未来演化的认识的进步。

尽管我们知道还有很多东西有待发现，但我们的观察、计算和理论框架之间的明显一致性表明，我们对宇宙的了解将会不间断地显着增长。

然而，由于日益复杂的观测和计算，我们对宇宙的理解中出现的一个明显的小“故障”被证明能够卡住看似完美上油的齿轮。起初，人们认为可以通过更精确的计算和测量来解决这个问题，但事实并非如此。

“宇宙张力”(或哈勃张力)是我们计算所谓的哈勃参数 H 0的两种方法之间的差异，该参数描述了宇宙的膨胀。

哈勃参数可以通过以下两种路径计算：

天体物理观测被定义为本地天体，即离我们不是很远的天体：可以计算出不同距离的天体远离的速度。通过比较速度和距离来计算这种情况下的扩展和H 0 。

计算基于宇宙微波背景 CMB 的数据，这是一种微弱且极其遥远的辐射，可以追溯到宇宙早期。我们在该距离收集的信息使我们能够计算宇宙的膨胀率和哈勃参数。

这两个来源提供的 H 0值并不完全相等，但非常接近且一致，当时看来这两种方法表现出良好的一致性。答对了。

2013 年左右，我们意识到“数字不符”。 Khalife 解释说：“出现的差异可能看起来很小，但鉴于两侧的误差条变得越来越小，两个测量值之间的差距正在变得越来越大。”

事实上，H 0的初始两个值并不是太精确，并且由于“误差线”足够大以重叠，因此希望未来更精细的测量最终能够重合。 “然后普朗克实验出现了，与之前的实验相比，给出了非常小的误差线”，但仍然保持着差异，破灭了轻松解决问题的希望。

普朗克卫星是 2007 年发射到太空的一颗卫星，用于收集前所未有的详细 CMB 图像。几年后发布的结果证实了这种差异是真实存在的，适度的担忧变成了严重的危机。简而言之：与最古老和最遥远的宇宙相比，我们观察到的最近和最近的宇宙部分讲述了不同的故事，或者更确切地说似乎遵循不同的物理原理，这是一种非常不可能的可能性。

许多人认为，如果这不是测量问题，那么它可能是理论中的缺陷。目前公认的理论模型称为ΛCDM。 ΛCDM 主要基于广义相对论——一个多世纪前阿尔伯特·爱因斯坦提出的关于宇宙的最非凡、最优雅且经过反复观察证实的理论——并考虑了暗物质(解释为冷且缓慢移动的)和暗能量作为宇宙学常数。

在过去的几年里，人们提出了各种替代模型或 ΛCDM 模型的扩展，但到目前为止，没有一个模型被证明能够令人信服(有时甚至是微不足道的可测试)来显着减少“紧张”。

“测试这些不同的模型，看看哪些有效，哪些可以排除，这一点很重要，这样我们就可以缩小道路或找到新的方向，”卡莱夫解释道。在他们的新论文中，他和他的同事在之前研究的基础上排列了 11 个这样的模型，为已经创建的理论丛林带来了一些秩序。

这些模型使用分析和统计方法对来自近处和遥远宇宙的不同数据集进行了测试，包括 SH 0 ES(状态方程的超新星 H 0)合作和 SPT-3G(超新星 H 0状态方程)的最新结果。新升级的南极望远镜相机，收集CMB)。该工作发表在《宇宙学和天体粒子物理学杂志》上。

在之前的研究中被证明是可行解决方案的三个选定模型最终被本研究考虑的新数据排除。另一方面，其他三个模型似乎仍然能够减少紧张，但这并不能解决问题。

卡莱夫说：“我们发现这些可以在统计上显着地减少紧张，但这只是因为它们有非常大的误差线，而且它们做出的预测对于宇宙学研究的标准来说太不确定了。”

“解决和减少之间存在差异：这些模型从统计角度减少了张力，但它们没有解决它，”这意味着它们都没有单独从 CMB 数据预测 H 0的大值。更一般地说，在减少张力方面，所测试的模型都没有被证明优于本工作中研究的其他模型。

Khalife 总结道： “通过我们的测试，我们现在知道了我们不应该考虑哪些模型来解决紧张局势，而且我们也知道我们将来可能会考虑哪些模型。”

这项工作可以成为未来开发模型的基础，通过用越来越精确的数据约束它们，我们可以更接近为我们的宇宙开发一个新模型。