哈勃参数是刻画当前宇宙膨胀速率的重要物理参数。自1929年Edwin Hubble首次发现宇宙的膨胀现象后，对该参数的测量将近持续了一个世纪，是物理参数测量历史上持续时间最长的参数之一。尤其是，最近的来自于高红移宇宙微波背景辐射和星系巡天的重子声学振荡数据（67.4+-0.5），与低红移的Ia型超新星数据（74.0+-1.4）结果显示出严重的不一致性（大于4个标准差）。该问题近年来在天文学界引起了极大关注，被称作“哈勃危机”。该问题的重要意义不仅在于对哈勃参数本身测量精度的高低，更在于这种不一致性背后的根源。

 

 

一方面，来自于高红移的宇宙微波背景辐射和星系巡天的重子声学振荡数据是当前天体物理和宇宙学领域中测量精度最高的两类观测数据。毫不夸张地说，正是二者在过去近二十年的迅猛发展将宇宙学推进到“精确宇宙学”的黄金时期。利用这两类数据对哈勃参数的测量依赖于标准宇宙学模型LCDM的假定。另一方面，根据距离校准后的Ia型超新星可以直接给出对哈勃参数的测量。这一结果不依赖于对宇宙学模型的假设。因此，如果说真实的哈勃参数与低红移的数据相符，那么这将意味着我们需要对目前所坚信的标准宇宙学模型做出修正。这或许是新物理规律显现的迹象。

 

引力波作为观测宇宙的新窗口，可以对解决哈勃常数危机提供全新的思路。我国拟计划在2030年前后发射升空的空间引力波天文台——“太极计划”和“天琴计划”与欧美的LISA空间引力波天文台将会在毫赫兹附近频段内以极高的精度监听来自于超大质量黑洞双星等天体源所发射的引力波信号。近日，由来自于北京师范大学天文系胡彬教授、中国科学院理论物理研究所蔡荣根院士、郭宗宽研究员、深圳技术大学杨青助理教授等组成的研究团队发现：通过对引力波波形信号的分析，未来的空间引力波天文台的联网观测数据将能大幅度地提高引力波事例的空间定位能力。借助这一优势，我们可以利用不依赖于引力波电磁对映体“暗汽笛”方法，将哈勃参数的限制精度提升到1%以内。这将对解决“哈勃危机”产生重要意义。

 

该工作近日在《国家科学评论》/ 英文名：《National Science Review》（影响因子：16.693）上在线发表。北京师范大学天文系博士生王仁杰是文章第一作者、胡彬教授是文章通讯作者。该工作得到了来自国家自然科学基金的资助。

 

---

本文转载自北京师范大学新闻网：http://news.bnu.edu.cn//zx/xzdt/121578.htm