意外的宇宙凝聚集现象，可能推翻我们对宇宙的最佳理解

一项对超过2500万个星系的调查发现了一个奇怪的矛盾：

在天文学家测量宇宙的“凝聚度（universe’s clumpiness）”时出现了问题，这可能威胁到描述宇宙如何形成和演化的标准宇宙学模型。

这一差异，是通过测量遥远星系的强大引力场对光的扭曲来发现的，这表明宇宙的紧密程度比之前预测的要低。

研究人员于12月11日在《物理评论D》杂志上发表了他们的发现。

如果这一测量准确无误，它将与哈勃张力一样，成为对我们对宇宙演化预设的又一重大挑战，这可能导致新的物理学，甚至是一个完全不同的宇宙模型。

普林斯顿大学天体物理科学系主任、领导该发现团队的Michael Strauss在一份声明中表示，我们目前还在谨慎行事。

我们并不是说我们刚刚发现现代宇宙学完全错误。

统计数据显示，这只是偶然的可能性仅有20分之一，这是有力的但还不完全决定性的。

但随着天文学界在多次实验中得出相同的结论，当我们继续进行这些测量时，也许我们会发现这是真实的。

根据标准宇宙学模型，宇宙大爆炸后，年轻的宇宙是一个翻腾的等离子体汤（a roiling plasma broth），由于一种称为暗能量的看不见的力量开始迅速膨胀。随着宇宙的增长，与光相互作用的普通物质开始围绕不可见的暗物质凝结，形成了第一个星系，它们通过广阔的宇宙网相互连接。

如今，宇宙学家认为普通物质、暗物质和暗能量分别占宇宙的大约5%，25%和70%。

然而，这个图景存在越来越多的问题。天文学家通常通过将过去的宇宙与现在的宇宙进行比较来测试他们的模型。他们的过去测量数据来自宇宙微波背景（CMB），即宇宙最初光线的静态噼啪声，它在大爆炸后38万年离开了其源头（重组原子）。

然而，从CMB预测的哈勃常数（Hubble constant），一个追踪宇宙膨胀率的值，与从当代宇宙中天体计算得出的数值不符。这种差异导致了一场被称为哈勃张力的宇宙学危机。

关于宇宙凝聚度的新矛盾集中在一个称为S8的数字上，它测量宇宙中物质聚集或凝聚的程度。天文学家此前使用普朗克卫星研究宇宙微波背景（CMB）后，将数据输入标准宇宙学模型，得出了S8的预测值为0.83。

这与使用日本的昴星团望远镜的新S8测量结果相冲突，该望远镜研究了星系中物质存在对光的扭曲程度。

研究人员根据其结果得出了S8的更小值0.77。这一新结果被两个其他协作组织复制，这些组织通过引力透镜映射宇宙物质暗能量调查和千度调查，使得个别异常结果不太可能。

普林斯顿大学的副研究学者Arun Kannawadi，他参与了这项分析，他在声明中说，我们正在确认社区日益增长的感觉，即早期宇宙（从CMB测量）的凝聚度测量与距今仅90亿年的星系时代存在真实的差异。

尽管这个问题指向了我们对宇宙理解的另一个大漏洞，但宇宙学家目前还没有很好的方法来填补它。

可能宇宙学家对宇宙中暗物质的数量，或者它是如何凝聚在一起的理解是错误的。

也许暗能量在宇宙生命周期中发生了变化，这种解释将通过对标准宇宙学模型的微调解决S8和哈勃张力问题。

或者，最令人兴奋的是，这可能意味着标准模型已经破裂，需要完全替换。

为了确定这一点，科学家将从更强大的望远镜中进行更精确的测量。

两个这样的竞争者是智利的维拉·C·鲁宾天文台和南希·格雷斯·罗曼太空望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope），它们分别计划在2025年和2027年投入使用。