北京到上海每年"遠離"70微米？宇宙膨脹真相大揭祕

很多人無法理解哈勃常數，它的值是67km/s/Mpc，或73.2 km/s/Mpc，也可寫作2.17×10^−18 m/s/m，或2.37×10^−18 m/s/m。

是不是太高深莫測了？它的單位是公里/秒/秒差距，或米/秒/米，實際代表的是宇宙膨脹速度，相距一個秒差距的兩個點以每秒67公里的速度互相遠離，或相距1米的兩個點以每秒2.17×10^−18米/秒的速度互相遠離。

你可能會說，這還是太難以理解了！好吧，今天我就非要讓你搞清楚這個宏大的問題！

◆ 01 宇宙版“葡萄乾麪包”，先搞懂咋回事

你手上拿着一個正在發酵的葡萄乾麪包。

麪包胚 = 宇宙空間

葡萄乾 = 星系（比如我們的銀河系）

當面包受熱膨脹時，你會發現一個奇妙的現象：每一顆葡萄乾都在遠離其他所有的葡萄乾。

更重要的是，兩顆葡萄乾離得越遠，它們相互遠離的速度就越快！ 這不是因爲葡萄乾自己在“跑”，而是它們之間的“麪包胚”（也就是空間本身）在伸展！

這就是宇宙膨脹的精髓。它不是星系在宇宙這個大房子裏飛來飛去，而是“房子”本身在變大！

◆ 02 “哈勃張力”，一個讓科學家抓狂的矛盾

那宇宙膨脹究竟有多快呢？

科學家們用來測量宇宙膨脹速度的數值，叫做“哈勃常數”。但要命的是，我們用兩種最準的方法去測量它，卻得出了兩個不同的答案！

方法一：看宇宙的“出廠設置”

通過觀測宇宙大爆炸“餘暉”——宇宙微波背景輻射，科學家們推算出宇宙的膨脹速度大約是67 km/s/Mpc。

也就是相距100萬秒差距（326萬光年）遠的兩個星系，每秒鐘會相互遠離67公里。

我們銀河系和仙女座相距254萬光年，理論上仙女座應該以52公里/秒的速度遠離我們。但由於仙女座離我們太“近”了，星系之間強大的引力正在把它們互相拉近，以110公里/秒的速度相互靠近，最終可能在50多億年後撞在一起！

方法二：用身邊的“宇宙燈塔”

通過觀測我們附近宇宙中像燈塔一樣明暗閃爍的“造父變星”，科學家們測出的速度卻是 73.2 km/s/Mpc。

67 vs 73.2

這個看似微小的差異，卻在宇宙學界掀起了滔天巨浪，被稱爲“哈勃張力”。它意味着我們對宇宙的理解可能存在着根本性的錯誤，宇宙的“說明書”，居然對不上了！

◆ 03 所以，宇宙膨脹速度到底有多快？

這些數字要麼太大，要麼太小，我們來直觀地感受一下。

場景一：我們和鄰居恆星（比鄰星）

比鄰星離我們4.2光年。如果只考慮宇宙膨脹（用73.2那個更快的速度算），我們每年會相互遠離多少？

答案是：大約2900公里！

是不是有點嚇人？先別慌！

現實是，我們和比鄰星都被銀河系巨大的引力像“鋼纜”一樣牢牢拴住。宇宙膨脹那點微弱的“拉力”，和引力比起來簡直不值一提。所以，放心，我們的鄰居永遠不會因爲宇宙膨脹而跑路。

場景二：北京和上海（距離1000公里）

比鄰星還是太遠，不夠直觀。好吧，北京和上海距離約1000公里，假如宇宙膨脹會讓它們相互遠離，速度是多少呢？

計算下來是每年會遠離70微米，大約是一根頭髮絲的寬度，所以宇宙膨脹其實非常地慢。

可以對比的是，地球上板塊運動的速度大約是1年2釐米，和我們指甲生長速度差不多。

這意味着板塊分離的速度都比宇宙膨脹快幾百倍，非洲已經分裂成兩個大陸了，宇宙也不會膨脹多少！

◆ 04 驚天腦洞！我們是不是住在“宇宙空洞”裏？

既然宇宙膨脹在近處和遠處“跑”得不一樣快，那有沒有一種可能……是我們自己的位置很特殊？

最近，一項轟動科學界的研究提出了一個大膽的假說：我們所在的銀河系，可能正位於一個直徑20億光年的巨大“宇宙空洞”的中心！

“空洞”不是真空，而是物質密度遠低於宇宙平均水平的區域。就像你住在車流稀疏的“郊區”，周圍都是車水馬龍的“市區”。

“市區”（高密度區）強大的引力，會把我們“郊區”（空洞）的物質往外拉。這就導致我們本地的膨脹速度（測出來是73.2），看起來比整個宇宙的平均速度（67）要更快！

如果這個假說成立，那“哈勃張力”這個困擾科學家幾十年的世紀難題，就被完美解決了！它也意味着，我們對宇宙的看法需要一次重大更新。

7月9日，在英國達勒姆舉行的皇家天文學會全國天文學會議上，英國朴茨茅斯大學天文學家因德拉尼爾·巴尼克（Indranil Banik）團隊分享了他們這一研究成果。

你覺得這個“空洞理論”靠譜嗎？來評論區聊聊你的看法吧！

參考文獻：

1. Turner, Ben. (2025, July 10). Echoes from the Big Bang suggest Earth is trapped inside a giant cosmic void, scientists claim. Live Science.

2. Keenan, R. C., Barger, A. J., & Cowie, L. L. (2013). Evidence for a ~300 Mpc Scale Under-density in the Local Galaxy Distribution. The Astrophysical Journal, 775(1), 62.

3. Riess, A. G., et al. (2022). A Comprehensive Measurement of the Local Value of the Hubble Constant with 1 km/s/Mpc Uncertainty from the Hubble Space Telescope and the SH0ES Team. The Astrophysical Journal Letters, 934(1), L7.

4. Aghanim, N., et al. (Planck Collaboration). (2020). Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 641, A6.