近期，中国科学院国家天文台研究员郭琦带领科研团队围绕宇宙年龄之谜开展的一系列研究表明，宇宙可能比我们目前理解的更加年轻。1月22日，这项研究成果在《自然-天文》上发表。
科研团队利用斯隆光谱红移巡天发现了大质量星系群中卫星星系对相对于中央星系有同向运动超出，这与标准宇宙学模型预测的差异显著，暗示了一个更年轻的宇宙，意味着宇宙的真实年龄比当前基于宇宙微波背景预测的年轻。
标准宇宙学模型在很多方面取得了成功，在这一框架下，小结构先形成，然后逐级并合形成越来越大的结构。大质量星系群和星系团作为宇宙中最大的结构，其维里化状态反映了宇宙演化的状态。因此，天文学家通常借助卫星星系的动力学信息推测星系群和星系团的动力学状态。
在最新发表的研究中，科研人员借助斯隆光谱红移巡天，测量了813个大质量星系群周围卫星星系对的动力学，特别侧重于其沿视线方向的运动相关性。
科研团队介绍，他们发现，分布在中央星系两侧的卫星星系对，相对于中央星系的视向速度偏移，更倾向具有相同方向，而卫星星系对同向运动通常表征了它们沿着大尺度纤维结构被吸积的过程。
同时，卫星星系对同向运动的超出在基于当前宇宙学模型的数值模拟中也被预测到，但其比例要远低于观测结果。此次研究的观测数据相比于两个数值模拟的预测值，均表现出大幅度超出。
科研团队认为，观测和理论预测之间的巨大差异，表明在真实的宇宙中大质量星系群比根据宇宙微波背景辐射推测的形成更晚，因此也预示了更年轻的宇宙。
往大质量星系群中掉落的星系。国家天文台供图
这一结果倾向于支持比宇宙微波背景预测结果更高的哈勃常数，更接近于近邻宇宙中对哈勃常数的测量结果，挑战了目前的宇宙学模型。
同时，目前数值模拟中的重子物质过程偏差也提供了一种可能的解释。科研团队指出，未来需要结合理论和观测的进一步发展，才能最终确定宇宙的年龄。
文章第一作者为国家天文台博士谷青，通讯作者包括国家天文台研究员郭琦和邵实，合作者来自中国科学院大学、上海交通大学和荷兰莱顿大学等多家国内外单位。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-023-02192-6
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