科學(xué)家對(duì)暗能量或幽靈能量進(jìn)行了廣泛搜索，他們只是為了尋找究竟是什么因素推動(dòng)了宇宙的膨脹。本地星群和本地星團(tuán)構(gòu)成了“本地宇宙”，在其中發(fā)生了令人費(fèi)解的奇異景象，在星群和星團(tuán)內(nèi)的星系產(chǎn)生了彼此分離的運(yùn)動(dòng)，它們相互退行的速度比天文學(xué)家過(guò)去的預(yù)期更快。什么力的作用推動(dòng)了它們的額外膨脹？星系之間以更多的速度發(fā)生分離，這對(duì)宇宙學(xué)意味著某種深刻的奧秘。天文觀測(cè)結(jié)果表明了宇宙膨脹率顯示為哈勃常數(shù)，但不能被常數(shù)項(xiàng)的專有名詞所蒙蔽，作為宇宙膨脹率的哈勃常數(shù)其實(shí)不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)變數(shù)。

為了確定哈勃常數(shù)值，天文學(xué)家在星系距離與星系的退行速度之間建立了方程式，通常以他們所在的地球?yàn)闇y(cè)量距離和速度的原點(diǎn)，但天體距離的測(cè)量十分困難，主要是缺少實(shí)用和便捷的指示牌，比如：選用能標(biāo)識(shí)太空距離的標(biāo)準(zhǔn)燭光或其它標(biāo)尺。天文學(xué)家通過(guò)一系列的步驟建立了宇宙的測(cè)距體系，使用疊加法推算空間的跨度，但在宇宙距離的階梯測(cè)量中，每一個(gè)步驟都存在瑕疵和不確定的因素，經(jīng)過(guò)數(shù)十年堅(jiān)持不懈的努力，天文學(xué)家調(diào)整和校準(zhǔn)了不同的天文測(cè)距方法。

科研人員在一項(xiàng)研究中把天文測(cè)量的校準(zhǔn)精度提高到了比過(guò)去更高的程度，他們采用了新的方法，對(duì)哈勃常數(shù)精確度的確認(rèn)值達(dá)到了每數(shù)億光年2.4%的誤差值。幾億光年的距離在宇宙空間達(dá)到了本地星團(tuán)的范圍。科研人員取得了很大成功，但仍有一些需要解決的技術(shù)問(wèn)題。除了哈勃常數(shù)，科學(xué)家也從宇宙微波背景輻射的觀測(cè)結(jié)果中確定宇宙的膨脹率，微波背景輻射或CMB是宇宙發(fā)生大爆炸后在整個(gè)太空留下的輻射余暉。

與對(duì)本地星系群和本地星系團(tuán)進(jìn)行的觀測(cè)不同，背景輻射圖譜揭示了宇宙總體的膨脹特征，但也出現(xiàn)了意想不到的問(wèn)題，對(duì)宇宙整體膨脹率的測(cè)算比對(duì)“本地宇宙”膨脹率的測(cè)算值低了9%，對(duì)比兩種不同體系的測(cè)量結(jié)果，天文學(xué)家力求降低其中的不確定因素，他們認(rèn)為，兩種測(cè)量結(jié)果的差異不會(huì)是無(wú)中生有，這種客觀存在的差異需要得到合理的解釋，兩種天文測(cè)距方法為何產(chǎn)生了差異？一些可能的選項(xiàng)化解了兩組數(shù)據(jù)的沖突。

暗物質(zhì)

暗物質(zhì)是第一個(gè)潛在的因素，它是宇宙中居于支配地位的隱藏物質(zhì)，暗物質(zhì)在宇宙的分布并不均勻平坦，它們聚集成團(tuán)塊狀的形體，好像星系和星系團(tuán)的聚合形態(tài)，暗物質(zhì)對(duì)“本地宇宙”施加了相對(duì)少的引力拖動(dòng)。地球可能正好處在一個(gè)宇宙的空洞，它是物質(zhì)密度低于宇宙平均密度的空曠區(qū)域，如果地球真的處在一個(gè)密度稀疏的空洞，那么地球和人類(lèi)就會(huì)寄居在宇宙中的一個(gè)奇異角落，但沒(méi)有足夠的天文證據(jù)說(shuō)明，地球和人類(lèi)剛好位于巨大空洞的一個(gè)角落。

暗能量

暗能量假設(shè)很好地解釋了宇宙加速膨脹的現(xiàn)象，它是宇宙中居于支配地位的能量，正是暗能量的排斥作用推動(dòng)了宇宙的加速膨脹，但暗能量為何僅表現(xiàn)為單一的簡(jiǎn)單形態(tài)，它在宇宙演變史上是否呈現(xiàn)為一種永恒不變的量？暗能量可能是有活力、有變化的物理量，它在宇宙膨脹過(guò)程中改變了特性。假如暗能量的變化發(fā)生在宇宙史上非常近的時(shí)期，那么宇宙額外的膨脹將會(huì)印刻在本地星團(tuán)，但本地星團(tuán)的額外膨脹沒(méi)有影響到宇宙整體，如果這種解釋正確，那么宇宙存在值得人們擔(dān)憂的因素，在暗能量的某種“幽靈作用”下，宇宙膨脹的加速度將變得越來(lái)越快，最終產(chǎn)生“宇宙大撕裂”的景象，暗能量的劇烈作用可能超出科學(xué)家的理論預(yù)期。

暗輻射

一種潛在的解釋方案是所謂的“暗輻射”，它是由在早期宇宙中穿梭的超快粒子組成?？茖W(xué)家還沒(méi)有給出有關(guān)暗輻射如何構(gòu)成的單一定義，一個(gè)中微子的家族成員成了科學(xué)家偏好的對(duì)象，他們將它親切地稱之為貧瘠中微子。暗輻射只是理論的假設(shè)，還沒(méi)有找到暗輻射存在的任何觀測(cè)證據(jù)，但暗輻射可能在早期的宇宙呈現(xiàn)，它影響了早期宇宙的膨脹，影響的結(jié)果可能印刻在總體的哈勃常數(shù)上，但暗輻射現(xiàn)在已融入本地的哈勃常數(shù)項(xiàng)。

暗引力

至今考慮到的解釋方案涉及到了對(duì)宇宙構(gòu)成特性的修改，但有一種激進(jìn)的“暗引力”的替代方案，這可能表明人們還沒(méi)有充分理解宇宙的基本性質(zhì)，引力可能不完全遵循愛(ài)因斯坦在廣義相對(duì)論中奠定的規(guī)則?？茖W(xué)家對(duì)修正引力的理論討論了很長(zhǎng)時(shí)間，采用了很多種理論的表述形式，他們目前還不清楚能否從宇宙的加速膨脹推導(dǎo)一種修正性的引力。

潛在性推測(cè)

對(duì)幾種方案的選擇潛在地解釋了在“本地宇宙”和整體宇宙的測(cè)量中產(chǎn)生的膨脹率差異，從本地宇宙和整體宇宙的測(cè)量和計(jì)算中得出了哈勃常數(shù)，似乎只有一個(gè)是正確的。兩種觀測(cè)結(jié)果依據(jù)了非常基本的數(shù)據(jù)，如何在可能性中進(jìn)行取舍，似乎只有進(jìn)入理論推測(cè)的領(lǐng)域，從中嘗試不同的理論解釋，拋棄不合理的推測(cè)，找到可行的解釋。天文學(xué)家將收集更多的數(shù)據(jù)，確定校正的數(shù)據(jù)和測(cè)量方法，直到產(chǎn)生最后的可能結(jié)果。沒(méi)有完美無(wú)缺的觀測(cè)結(jié)果，科學(xué)研究的很大部分是解釋測(cè)量的不確定性，他們圍繞隨機(jī)性的誤差開(kāi)展?fàn)幷?，以解釋測(cè)量不確定性對(duì)結(jié)果不確定性帶來(lái)的影響。

系統(tǒng)誤差也是一種不確定性，這類(lèi)誤差有時(shí)給研究人員帶來(lái)了憂懼感，與散射的測(cè)量結(jié)果不同，系統(tǒng)系誤差將所有結(jié)果轉(zhuǎn)移到這種或那種方式中，它們影響了對(duì)天文距離的測(cè)量，系統(tǒng)誤差以距離階梯方式進(jìn)行傳播，潛在性地將“本地宇宙”哈勃常數(shù)的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)移到整個(gè)宇宙哈勃常數(shù)的測(cè)量結(jié)果中?？蒲腥藛T使用了新的數(shù)據(jù)和方法，在本地宇宙和整體宇宙之間產(chǎn)生的哈勃常數(shù)沖突得到了緩解，有些天文學(xué)家明確表示，這是目前的合理解釋。

（編譯：2016-7-29）