12 月 7 日消息，围绕宇宙膨胀速度的测量，科学界存在一项长期未解决的关键争议，也就是“哈勃张力”（Hubble tension）的数值差异。
为寻找独立于传统“距离阶梯”方法的证据，来自东京大学等机构的研究人员通过“时间延迟宇宙学”（time-delay cosmography），利用引力透镜效应实现了对哈勃常数（H₀）的独立高精度测量，为破解“哈勃张力”提供了关键证据。
相关研究已于 12 月 5 日发表于《天文学与天体物理学》期刊，标志着人类首次以非“距离阶梯”方法逼近宇宙膨胀率的真实值。
“距离阶梯”即通过观测邻近宇宙中的造父变星或 Ia 型超新星等标准烛光，逐步推算遥远天体的距离。该方法虽沿用数十年，却存在系统误差风险。而本次研究采用的时延宇宙学技术彻底绕过了这一局限：
引力透镜效应：当遥远类星体的光线经过前景大质量星系时，会被其引力场扭曲，形成多个镜像路径。
时间差测量：由于各路径几何长度与引力势差异，同一光变信号会在不同镜像间产生毫秒级至年际的时间延迟（Δt）。团队通过比对詹姆斯・韦伯太空望远镜（JWST）、凯克天文台（KCWI）等设备 17 年积累的数据，实现了毫米级时间延迟监测精度。
绝对距离计算：结合透镜星系的质量分布模型（通过 HST 成像与 MUSE 光谱验证），时间延迟可直接转换为宇宙学距离参数，进而推算出哈勃常数。该方法独立于早期宇宙物理模型（如宇宙微波背景辐射），消除了传统方法的级联误差风险。
“这就像为宇宙安装了一台测速仪，”东京大学早期宇宙研究中心的 Kenneth Wong 教授解释称，“我们不再依赖层层传递的标尺，而是直接读取宇宙本身的‘回声信号’”。
当一颗极其巨大的星系位于遥远目标天体与地球之间时，其引力会弯曲来自背景类星体的光线，使其在我们视野中出现多幅失真影像。由于这些光线选择的路径不同，它们到达地球的时间也存在细微差别。研究者通过监测这些影像中同步但错位的亮度变化，精确测量光程时间差，再结合透镜星系的质量分布模型，从而独立推算宇宙膨胀速率。
团队成员表示，他们得到的哈勃常数结果与其他“近邻宇宙”测量方式一致，却与早期宇宙（特别是利用宇宙微波背景辐射 CMB）所得的较低数值不符。后者通常得到约 67 km/s/Mpc，而基于邻近宇宙的观测值为约 73 km/s/Mpc，两者之间的差距即是“哈勃张力”。本次研究结果更靠近后者，意味着这一差异并非源自观测误差，而可能暗示真实的物理现象。
当前研究的精度约为 4.5%。团队使用了八个时间延迟透镜系统，这些系统均遮挡着遥远类星体，同时利用了包括詹姆斯・韦布空间望远镜在内的新数据。研究人员希望扩充样本规模，并进一步完善星系质量分布模型，以将精度提升至 1%–2%，从而更明确地定位 H0 的真实数值。
“当精度突破 1% 时，我们将能判断哈勃张力究竟源于测量误差，还是需要彻底改写教科书，”共同作者 Eric Paic 博士表示，“这不仅是数字游戏 —— 它关乎人类对暗能量、中微子质量甚至额外维度的认知边界”。
研究团队称，在透镜星系质量分布这一关键因素上的不确定性仍是主要误差来源。未来将通过更多观测与国际合作提高模型准确性，以确认哈勃张力是否真正揭示了超越现有宇宙学的全新物理。
附论文地址：
https://doi.org/10.1051/0004-6361/202555801
