2025年3月21日,《皇家天文学》期刊发表了一项关于宇宙旋转的研究,试图通过引入旋转属性解决哈勃张力问题——这一困扰现代宇宙学数十年的核心矛盾。研究提出,若宇宙以每5000亿年旋转一周的速度自转,时空扭曲将导致不同观测距离下的哈勃常数出现差异,从而调和宇宙阶梯法与宇宙微波背景辐射法测得的矛盾结果。这一假说不仅为哈勃张力提供了数学上的解释,更将宇宙学讨论推向了一个全新的维度:宇宙是否正在旋转?
哈勃张力问题的根源在于两种主流测量方法对宇宙膨胀速率的分歧。宇宙阶梯法通过标准烛光(如Ia型超新星、造父变星)的退行速度计算哈勃常数,哈勃太空望远镜与韦伯望远镜的观测结果均指向约70(km/s)/Mpc;而宇宙微波背景辐射法依据普朗克卫星2018年数据,得出的数值为67(km/s)/Mpc。这一差异直接导致宇宙年龄估算相差10亿年——若采用较低值,宇宙年龄约为138亿年;若采用较高值,则缩短至128亿年。更关键的是,哈勃常数作为描述宇宙大小、暗能量分布等基础参数的核心指标,其不确定性使得整个宇宙学模型面临重构风险。
为解释这一矛盾,天文学界提出了多种假说:修正引力理论试图通过改变广义相对论的方程来调和数据;超对称粒子假说则引入未知粒子对宇宙膨胀的影响;甚至有人提出我们可能处于一个局部宇宙泡中,其膨胀速率与整体宇宙不同。然而,这些理论要么缺乏观测证据,要么无法完全消除数值差异。2025年3月的研究则另辟蹊径,将宇宙旋转作为关键变量纳入模型。研究团队假设宇宙充满均匀旋转流体,其旋转导致的时空扭曲会随观测距离增加而放大,从而解释为何远距离观测(如宇宙微波背景辐射)得到的哈勃常数低于近距离观测(如标准烛光)。

根据模型计算,宇宙需以每11年旋转0.002圈的速度自转,即旋转一周约需5000亿年。这一速度恰好处于理论临界点:若旋转更快,将产生闭合类时曲线——一种允许时间循环的时空结构,违背因果律;若更慢,则无法解释哈勃常数的差异。值得注意的是,旋转宇宙理论并非首次出现。1950年,库尔特·哥德尔基于广义相对论构建了旋转宇宙模型,但因其预言的“时间旅行”可能性被视为非物理,该理论逐渐被遗忘。新研究的突破在于,其提出的旋转速度避免了哥德尔模型的悖论,同时在数学上自洽地解决了哈勃张力。
然而,这一假说仍面临严峻考验。首要问题是观测验证:若宇宙确实旋转,其影响应体现在星系分布、宇宙微波背景辐射的极化模式或大尺度结构中。例如,2025年2月的研究曾发现263个星系的旋转存在优先方向,这是否与宇宙整体旋转有关?目前尚无直接证据将星系旋转与宇宙自转关联。此外,模型依赖的“均匀旋转流体”假设也需进一步检验——宇宙中是否存在如此大规模的旋转介质?其物理性质如何?这些问题均需通过更精确的观测(如未来欧几里得卫星、南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的数据)来回答。

研究团队已规划下一步验证计划:通过分析宇宙微波背景辐射的B模式偏振(一种可能由旋转引起的特殊偏振模式),或探测星系团运动中的系统性偏差,来检验模型的可观测性。若观测结果与预测吻合,旋转宇宙假说将成为继大爆炸理论、暗能量之后,宇宙学领域的又一里程碑;若不符,则需回归其他解释路径。与此同时,2月关于星系旋转优先方向的研究仍在持续:若未来发现更多星系呈现协同旋转,或其方向与宇宙微波背景辐射的偶极各向异性存在关联,将为旋转宇宙假说提供关键支持。
目前,所有结论仍停留在理论层面。宇宙是否旋转?这一问题的答案或许隐藏在更遥远的星系中,或潜伏于尚未被解析的微波背景信号里。正如研究团队所言:“我们提出了一个自洽的数学框架,但宇宙的真实面貌,终需由观测来揭晓。”