宇宙学领域长期面临一个棘手的难题：两种最可靠的宇宙膨胀速率测量方法得出了截然不同的结果。这一矛盾被称为“哈勃张力”，已成为现代物理学最关键的未解之谜之一。科学家们发现，基于邻近恒星和超新星的数据显示，宇宙膨胀速率约为每秒每百万秒差距73公里；而通过分析宇宙微波背景辐射——大爆炸遗留的微弱辐射——得出的结果则约为每秒每百万秒差距67公里。这种显著差异若非测量误差所致，可能意味着我们对宇宙的理解存在根本性缺陷。
为破解这一谜题，一个国际天文学家团队采用了全新的研究方法。他们通过测量引力透镜类星体光路中的微小时间延迟，绕过了传统“距离阶梯”测量法的累积误差问题。这种方法的核心是利用大质量星系作为天然透镜，其引力会使背景类星体的光线发生偏折，形成多个扭曲影像。由于光线路径长度不同，这些影像到达地球的时间存在微小差异。研究人员通过精确捕捉类星体亮度变化在多个影像中的延迟，结合透镜星系的质量分布模型，成功推算出宇宙膨胀速率。
东京大学助理教授Eric Wong解释称：“要实现这种测量，需要找到质量足够大的星系作为透镜。当类星体亮度发生变化时，这种变化会在所有影像中同步显现，但存在时间差。通过分析这些延迟，我们可以重建光线的传播路径。”研究团队使用了八个这样的透镜系统，结合詹姆斯·韦伯空间望远镜等顶级设备获取的高分辨率图像，最终将哈勃常数的测量精度提升至约4.5%。
这项新研究的结果支持了局部宇宙中观测到的较高膨胀速率，与超新星测量数据一致。尽管仍存在不确定性——尤其是透镜星系内部质量分布的建模误差——但研究为哈勃张力反映真实物理现象的观点提供了新证据。Eric Paic博士指出：“当前精度约为4.5%，要明确证实哈勃张力并非测量误差，我们需要将精度提升至1%至2%。这需要更大样本量和更精确的质量分布模型。”
传统距离阶梯法通过已知亮度的恒星校准超新星，再利用超新星测量遥远星系距离。但每个校准步骤的误差会逐级累积，批评者认为这可能是哈勃张力产生的原因。新方法则完全独立于这一体系，其结果若能进一步验证，可能迫使科学家重新审视标准宇宙学模型。例如，宇宙早期膨胀方式与预测不符，或存在未知能量形式，都可能解释当前矛盾。
研究团队计划通过增加透镜样本量、改进质量分布建模来提升精度。随着更多强大望远镜投入使用，他们相信时间延迟宇宙学测量法将提供更可靠的哈勃常数数据。Paic强调：“当前工作聚焦于方法优化，下一步需扩大样本规模。只有将精度提升至1%至2%，才能最终解决这一困扰宇宙学数十年的核心问题。”该研究已发表于《天文学与天体物理学》期刊。
