【菜科解读】

一位艺术家对早期宇宙中的物质在晚期宇宙中慢慢融合成大型宇宙结构的描绘。

图片来源:uux.cn阮明，密执安大学和阮清成 配偶据密歇根大学：随着宇宙的演变，科学家们预计大型宇宙结构将以一定的速度增长:致密区域如星系团将变得更加致密，而空间的空洞将变得更加空虚。

但是密歇根大学的研究人员发现，这些大型结构的增长速度比爱因斯坦的广义相对论预测的要慢。

他们还表明，随着暗能量加速宇宙的全球扩张，研究人员在他们的数据中看到的宇宙结构增长的抑制甚至比理论预测的还要突出。

他们的结果发表在《物理评论快报》上。

星系像一张巨大的宇宙蜘蛛网一样穿过我们的宇宙。

它们的分布不是随机的。

相反，它们倾向于聚集在一起。

事实上，整个宇宙网最初是早期宇宙中微小的物质团块，逐渐成长为单个星系，最终形成星系团和细丝。

在整个宇宙时间里，一个最初很小的质量块通过引力相互作用从其局部区域吸引并积累了越来越多的物质。

随着该区域变得越来越密集，它最终会在自身重力下坍塌，该研究的主要作者、U-M物理系博士后研究员阮明说。

所以当它们坍塌时，团块变得更加密集。

这就是我们所说的增长。

这就像一台织物织机，一维、二维和三维折叠看起来像一张纸、一根细丝和一个节点。

现实是所有三种情况的混合，你有沿着细丝生活的星系，而星系团——成千上万个星系的群体，我们宇宙中受引力束缚的最大物体——位于节点处。

宇宙不仅由物质组成。

它还可能包含一种神秘的成分，叫做暗能量。

暗能量加速了宇宙在全球范围内的膨胀。

随着暗能量加速宇宙的膨胀，它对大型结构产生了相反的影响。

Nguyen说:如果引力像一个放大器一样增强物质扰动，使其成长为大规模结构，那么暗能量就像一个衰减器，抑制这些扰动，减缓结构的增长。

通过研究宇宙结构如何聚集和增长，我们可以试图理解重力和暗能量的本质。

Nguyen，大学物理学教授Dragan Huterer和大学研究生Wen利用几个宇宙探测器研究了宇宙时间内大尺度结构的时间增长。

首先，研究小组使用了所谓的宇宙微波背景。

宇宙微波背景，或CMB，是由大爆炸后发出的光子组成的。

这些光子提供了早期宇宙的快照。

当光子行进到我们的望远镜时，它们的路径可能会被沿途的大尺度结构扭曲，或者被引力透镜化。

通过检查它们，研究人员可以推断出我们和宇宙微波背景之间的结构和物质是如何分布的。

Nguyen和他的同事利用了星系形状的弱引力透镜的类似现象。

来自背景星系的光通过与前景物质和星系的引力相互作用而被扭曲。

宇宙学家随后解码这些扭曲，以确定中间物质是如何分布的。

至关重要的是，由于CMB和背景星系距离我们和我们的望远镜的距离不同，与CMB弱引力透镜相比，星系弱引力透镜通常在更晚的时间探测物质分布，Nguyen说。

为了跟踪结构的发展到更晚的时间，研究人员进一步使用了局部宇宙中星系的运动。

当星系落入底层宇宙结构的重力井中时，它们的运动会直接追踪结构的成长。

Nguyen说:随着时间的推移，我们潜在地发现的这些增长率的差异变得更加突出。

这些不同的探针单独地和共同地表明生长抑制。

要么我们在这些探测中遗漏了一些系统误差，要么我们在我们的标准模型中遗漏了一些新的晚期物理学。

这些发现有可能解决宇宙学中所谓的S8张力。

S8是描述结构生长的参数。

当科学家使用两种不同的方法来确定S8的值，并且他们不同意时，紧张局势就出现了。

第一种方法使用来自宇宙微波背景的光子，表明S8值高于从星系弱引力透镜和星系聚集测量中推断的值。

这两种方法都不能测量现今的结构增长。

取而代之的是，他们在更早的时间探测结构，然后假设标准模型，将那些测量值外推至现在的时间。

宇宙微波背景探测早期宇宙的结构，而星系弱引力透镜和星系团探测晚期宇宙的结构。

根据Nguyen的说法，研究人员发现晚期生长抑制将使两个S8值完全一致。

我们对异常生长抑制的高度统计学意义感到惊讶，哈特勒说。

老实说，我觉得宇宙在试图告诉我们一些事情。

现在我们宇宙学家的工作是解释这些发现。

我们希望进一步加强增长抑制的统计证据。

我们也想知道更困难的问题的答案，为什么在有暗物质和暗能量的标准模型中，结构的成长比预期的慢。

造成这种效应的原因可能是由于暗能量和暗物质的新颖性质，或者是广义相对论和我们尚未想到的标准模型的某种其他扩展。

宇宙真实年龄是多少岁

主要数据来源普朗克卫星（2013–2021）测宇宙微波背景辐射（CMB），给出：137.97 亿年（138.2 亿年）。

近年（2025）CMB 高精度测量（ACT 等）精度提高到约 0.1%，结果仍确认：138 亿年。

交叉检验最老恒星年龄：126–130 亿年（比宇宙年轻，符合逻辑）。

放射性元素衰变、高红移星系年龄（如 MoM-z14 形成于宇宙约 2.8 亿岁时）均与 138 亿年一致。

简单说教科书 / 标准答案：138 亿年更精确值：137.97 亿年所有数据都建立在大爆炸 +ΛCDM 标准模型上；

如果未来有全新模型（比如有人提出宇宙可能更老，如 300 多亿年），那还需要更多证据才能取代现在的结论。

吞噬一切的宇宙深渊，黑洞引力藏着光速禁区

它拥有世间顶尖的引力束缚力，独特的视界边界划分出截然不同的时空领域，只要踏入视界范围之内，就连每秒三十万公里的光速，都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。

今天就用闲聊述说的口吻，聊聊黑洞引力的奇特特性，讲讲视界的划分意义，理清为何光速都无法从黑洞内部脱身，一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。

宇宙天体的引力强弱，一直和自身质量、密度牢牢挂钩。

普通恒星、行星的引力，只能束缚周边卫星与星际物质，物体只要达到对应速度，就能摆脱引力飞向深空。

而黑洞诞生于大质量天体的末期演化，巨型恒星燃料耗尽后，再也无法支撑自身庞大躯体，核心在自身重压下急剧向内坍缩，体积被无限压缩，密度飙升到难以想象的地步。

极致致密的结构，催生出碾压所有常规天体的超强引力，这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。

从黑洞形成的那一刻开始，它就注定成为宇宙里特殊的存在，和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。

围绕黑洞存在一层无形的边界，这便是人们常说的事件视界。

它没有实体外壳，肉眼无法直接看见，却是一道无法逾越的分界线。

视界之外的宇宙空间，依旧遵循常规物理规则，光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭，天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。

一旦物质、光线跨越这条无形界线，彻底进入视界内部，一切都会发生颠覆性改变。

黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在，再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。

衡量天体引力束缚能力，有一个关键参照标准就是逃逸速度，也就是物体摆脱天体引力束缚，飞向宇宙远方需要具备的最低速度。

地球有着自身对应的逃逸速度，火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空，太阳系里的各大行星、恒星，都有着各自固定的逃逸速度门槛。

黑洞打破了常规天体的速度极限，视界内部的逃逸速度直接超越光速。

光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度，连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼，其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。

光线坠入黑洞视界后，无法向外反射、传播，我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮，这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。

任何闯入视界之内的物质，不管是庞大的恒星残骸，还是细碎的气体尘埃，都会被强大引力不断拉扯撕扯，最终向着黑洞中心奇点不断坠落，彻底消融在这片深渊之中。

超强引力不止禁锢视界内部的一切，也会剧烈扭曲周边时空。

靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折，光线途经周边空间也会发生明显偏转。

不少遥远天体发出的光芒，在奔赴地球的途中靠近黑洞区域，都会被引力改变行进路线，这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。

科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹，一步步推算黑洞位置，测算它的质量与引力强度。

时至今日，人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查，视界内部的时空结构、物质形态，还留存着大量未解谜题。

光速无法逃逸的特性，让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域，里面的一切变化都无法向外传递信息。

黑洞凭借极致强大的引力，划定出超越光速束缚的视界禁区，成为宇宙中最神秘的深渊天体。

这份打破常规物理认知的特质，不断吸引着人类探索研究，随着天文观测技术持续进步，未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。