la ray紅酒(la balade紅酒)
la ray紅酒的香氣，口感非常豐富，入口即化，回味悠長 。這款酒的價格在200-300美元之間，適合一些追求品質(zhì)的消費者 。如果你喜歡這款酒，不妨嘗試一下 。”他說 。(實習編譯：張麗娜)(新華社專特稿)(編譯：張麗娜)中國駐美大使崔天凱日前在紐約出席第四屆中美酒業(yè)論壇時表示，中國白在世界范圍內(nèi)具有廣泛的影響力，是中國文化的一部分，也是中國人的驕傲 。
爭論中的誕生
20世紀初 ， 愛因斯坦發(fā)表廣義相對論之后，科學屆就宇宙的狀態(tài)產(chǎn)生極大爭論：宇宙究竟是靜態(tài)的,正如愛因斯坦當時所認為的那樣；還是動態(tài)的，如俄國物理學家亞歷山大·弗里德曼（Alexander Friedman）1922年根據(jù)廣義相對論提出的理論所預言的那般 。這場關(guān)乎人類對宇宙基本狀態(tài)的爭論將由實驗觀測來分曉 。
【la balade紅酒 ?la ray紅酒】1929年，美國天文學家愛德溫·哈勃（Edwin Hubble）基于一批“河外星云”（Extra-Galactic Nebulae）【注1】的觀測公布了一項重大的發(fā)現(xiàn)：星云的視向退行速度v與其距離D之間大致成正比關(guān)系[1]（圖1） ，  即v =H0×D 。這表明距離我們越遠的星云 ， 退行速度越快，進而表明宇宙是在膨脹的，宇宙是動態(tài)的 。哈勃的發(fā)現(xiàn)因此被公認為宇宙膨脹理論的第一個觀測證據(jù) 。v =H0×D被稱為哈勃定律，載入宇宙學教科書, 而其中的比例系數(shù)H0則被稱為哈勃常數(shù)，它代表當前宇宙一個單位距離的膨脹速度 。
宇宙膨脹的事實無疑打開了人類認識宇宙的新編章，宇宙大爆炸理論也在隨后近百年中發(fā)展，并得到了更多的觀測證實 。需要指出的是，早在1927年，哈勃發(fā)表他的結(jié)果兩年前，比利時牧師，宇宙學家喬治·勒梅特( Georges Lemaitre)就在一篇文章[2]中理論上推導出星體的退行速度與其距離成正比，即后來公認的“哈勃定律” 。可惜的是，Lemaitre 1927的文章發(fā)表在法語期刊上，大部分的英語世界未能在第一時間看到他的結(jié)果 。雖然該文章在1931年被翻譯為英文，發(fā)表于英國皇家天文學會月刊[3]，但已經(jīng)遲于哈勃的文章兩年 。哈勃1929的觀測文章并無引用Lemaitre 1927（或者Friedman1922年[4]）的文章 。英譯版本漏掉了法語版中幾個關(guān)鍵的細節(jié)，也可能部分導致Lemaitre的結(jié)果不如哈勃的廣為人知[5] 。2018年，國際天文學會（IAU）表決通過，改Hubble Law為 Hubble-Lemaitre Law 。至此，經(jīng)過了將近一個世紀，Lemaitre的地位得到了一定的認證 。但IAU的動議本身也受到不少爭議[6] 。關(guān)于科學貢獻的評價問題牽涉到諸多復雜社會因素 ， 爭論恐怕還會持續(xù)下去 。
科學史上諸多的重大突破 ， 都是基于整個科學群落的長期積累 ， 形成了突破的條件和環(huán)境，進而由少數(shù)的科學家或者團隊在恰當?shù)臍v史時期去完成封筆之作 。打個不太恰當?shù)谋确剑缫蝗寒嫾液献鲃?chuàng)作一個巨幅畫像，完成最后點睛之筆的人固然對于畫像的成型十分重要，但其他人的貢獻也無可否認 。哈勃的觀測發(fā)現(xiàn)也不例外，在哈勃的觀測結(jié)果之前，科學界對宇宙膨脹已經(jīng)有明顯的預期（比如Friedman1922，Lemaitre1927），在這個意義上看 ， 他們，以及整個參與這方面研究的科學家群落在探索宇宙膨脹的道路上都值得敬佩 。

文章插圖
圖1. 反映遙遠星系的退行速度v與它們離地球的距離D成正比關(guān)系的定律，v =H0×D（左圖，來自參考文獻[1]），在2018年10月經(jīng)國際天文聯(lián)合會表決通過由原名哈勃定律改為哈勃（中圖）–勒梅特（右圖）定律, 以表示認可梅勒特在發(fā)現(xiàn)這一定律方面的貢獻 。
懵懂多變的嬰孩期
哈勃常數(shù)是現(xiàn)代宇宙學模型的一個關(guān)鍵性基本常數(shù)：H0=v/D，速度除以距離，它代表當前宇宙的膨脹速率，也直接關(guān)乎宇宙的年齡（1/H0為時間，直接給出宇宙年齡的一個數(shù)量級估計） 。因此，自1929年以來，研究者們都在為不斷提高H0的測量精度而努力 。
測量H0看起來十分簡單，小學生都能做，我們只需測量某個遙遠星體相對我們的退行速度v，以及它與我們的距離D，就可直接用他們的比值v/D得到H0 。事實上 ， 這正是哈勃1929年所做的，只不過，他不只用了一個，而是24個“河外星云”對H0給出限制以縮小誤差 。但事實證明，H0的測量十分具有挑戰(zhàn)性，1929年至20世紀末這段時期，天文屆公認的哈勃常數(shù)測量值一直在發(fā)生大幅度變化 ， 并且頗具爭議 。主要因為我們對于遙遠星體的距離D的測定十分困難 。
哈勃在1929年估算出H0=465±50 km/s/Mpc ， 勒梅特1927年給出的估計在誤差范圍內(nèi)也算接近 。根據(jù)這個值推測出的宇宙年齡約為20億年, 而當時地質(zhì)學家利用巖石中放射性同位素的衰變估算出的地球年齡約為30億年，宇宙年齡小于地球年齡，這顯然是不合理的 。宇宙年齡反比于H0 ， 由此可見哈勃當初給出的H0值太大 。1952年 ， 德國天文學家沃爾特·巴德（Walter Baade）宣布他測得的H0值約為哈勃當初所測值的一半 ， 變化的關(guān)鍵在于星系的距離測定 。
哈勃當年是在假設所有造父變星都是經(jīng)典型的情況下利用其周光關(guān)系【注2】確定星系距離的，而巴德通過觀測發(fā)現(xiàn)造父變星也存在兩種不同的類型——經(jīng)典型和第二型[7]，并且兩種造父變星遵循不同的周光關(guān)系 。巴德通過這一修正將H0的值降了下來，從而解決了宇宙年齡與地球年齡之間的矛盾問題 。20世紀后期，哈勃常數(shù)H0的估計值在不斷下降 。這期間最有名的事件是杰拉德·德沃古勒（Gérard de Vaucouleurs）與阿倫·桑德奇（Allan Sandage）兩位天文學家之間所進行的長久爭論，前者堅信H0的值約為100 km/s/Mpc ， 而后者則認為H0的值會低至約50 km/s/Mpc 。
和諧美好的發(fā)展期
21世紀伊始 ， 合理且被廣泛認同的H0測量值終于出現(xiàn)了 。2001年，美國天文學家溫蒂·弗里德曼（Wendy L. Freedman） 領導的哈勃太空望遠鏡重點項目 (HST key project) 團隊根據(jù)近鄰宇宙中（通常指紅移小于0.1或0.15的范圍內(nèi)）造父變星和Ia型超新星距離的觀測估算出H0=72±8 km/s/Mpc[8]。這一數(shù)值剛好介于德沃古勒和桑德奇的結(jié)果之間，這才終結(jié)了德沃古勒團隊和桑德奇團隊之間的爭論 。隨后，來自早期宇宙的觀測結(jié)果大致上支持Freedman在近鄰宇宙測量，進一步肯定了科學界對H0約為70km/s/Mpc的信心 。
對于早期宇宙，哈勃–勒梅特定律所描述的線性膨脹行為失效，宇宙學距離依賴于宇宙學模型 。基于1998年宇宙加速膨脹的發(fā)現(xiàn)所建立的標準宇宙學模型[9,10]，使得科學家能利用高紅移的距離—紅移數(shù)據(jù)來測定哈勃常數(shù) 。人類現(xiàn)今所能觀測到的最遙遠的信號則是來自于大爆炸的余暉——宇宙微波背景（CMB）輻射 。我們所測量到的CMB輻射揭示了宇宙誕生約38萬年之后的物質(zhì)分布，這一數(shù)據(jù)包含大量的信息，可以用來測量諸多宇宙學參數(shù) ， 包括暗物質(zhì)、暗能量和哈勃常數(shù)，前提是我們必須假定一個宇宙學模型 。但從另一個角度來看，用CMB的數(shù)據(jù)測量哈勃常數(shù) ， 從方法到數(shù)據(jù)都與近鄰宇宙的測量完全獨立，能用如此相互獨立的實驗來測量同一個物理量，再理想不過了 。
21世紀之初最著名的CMB觀測衛(wèi)星便是NASA于2001年6月發(fā)射升空的威爾金森微波各向異性探測器（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe，簡稱WMAP）[11] 。WMAP在2003年公布了第一批觀測數(shù)據(jù)，隨后又在2007年、2009年和2013年初公布了后續(xù)觀測數(shù)據(jù) ， 該項目基于CMB觀測和標準宇宙學模型所估算的H0值與近鄰宇宙觀測所給出的值始終是基本相符合的 。這樣的結(jié)果讓諸多物理學家嘆為觀止：兩組完全獨立的實驗，獨立的數(shù)據(jù)，并且，數(shù)據(jù)本身跨越了上百億年的宇宙歷史 ， 得到的結(jié)果居然是吻合的 。如果這一結(jié)果為真，我們不得不為宇宙的和諧（標準宇宙學模型）而嘆服；我們也有理由敬佩人類在科學測量的精度和準確度上的偉大成就 。這一時期可視為 哈勃常數(shù)和諧美好的發(fā)展期（圖2） 。

文章插圖
圖2. 哈勃常數(shù)和諧美好的發(fā)展期（2001年-2012年） 。該圖展示了2001年至2016年期間H0的測量值；橫軸是年份，縱軸是H0的測量值；其中藍色帶誤差棒的點表示來自近鄰宇宙觀測所給出的H0值 ， 而紅色帶誤差棒的點則表示高紅移觀測所給出的H0值 。可見在P13（表示普朗克衛(wèi)星在2013年公布的結(jié)果 ， 后面會提到）這個點之前，藍色和紅色區(qū)域都是相互兼容的（圖片來自：參考文獻[12]）
矛盾頻出的今朝歲月
在當今所謂的“精確宇宙學”時代，隨著測量精度的步步提高，哈勃常數(shù)的測量準確度再次出現(xiàn)極大的爭議 。
2013年重磅來襲！WMAP組于2012年底剛公布完他們的最后一批觀測，普朗克（Planck）衛(wèi)星工作組隨后便于次年３月公布他們在標準宇宙學模型框架下基于CMB觀測數(shù)據(jù)給出的結(jié)果為H0=67.9±1.5 km/s/Mpc[13]，這一結(jié)果比亞當·瑞斯（Adam G. Riess）團隊于2011年基于哈勃望遠鏡對近鄰宇宙的觀測所給出的值H0=73.8±2.4 km/s/Mpc[14]略低 。早期宇宙的數(shù)據(jù)似乎傾向一個膨脹稍慢的宇宙（H0～68），而近鄰宇宙的直接測量傾向一個膨脹稍快的宇宙（H0～73） 。粗看，兩大項目組所測得的H0數(shù)值似乎差不太多，都接近上個時代的70左右 ， 但由于他們誤差范圍比之前縮小好幾倍，事實上他們的差異已經(jīng)十分突出，統(tǒng)計上已有3個標準差的差異，也就是說，兩個結(jié)果一致的概率小于0.3% 。
這一事件很快在天文學界掀起了一場熱議 。隨后幾年 ， 兩個項目組都在不斷審查更新各自的測量結(jié)果，甚至相互檢查對方的錯漏，然而，呈現(xiàn)出來的問題并無緩解，反而越來越嚴重 。兩組值的差異從之前的3個標準差上升到了如今超過4個標準差 ， 一個向左走、一個向右走 ， 漸行漸遠（圖3） 。Riess團隊于上月初（2021年12月初）發(fā)布的預印本文章[15]中給出的最新分析結(jié)果顯示兩組值的差異已上升到了5個標準差 。可見，兩者不同已是不可避免的事實 。
圖3. 哈勃常數(shù)矛盾頻出的歲月（2013年至今） 。左圖展示了近幾年公布的H0測量值，其中紅色帶誤差棒的點表示低紅移觀測所給出的H0值，藍色帶誤差棒的點則表示高紅移觀測所給出的H0值（圖片來自：參考文獻[16]) 。這兩組值的分布和走勢很容易讓人聯(lián)想到繪本漫畫家?guī)酌坠P下的《向左右·向右走》
爭論的可能結(jié)局
過去幾年，科學界對H0問題的討論和關(guān)注可謂如火如荼，幾乎每個星期都有論文在這一領域發(fā)表，作者們往往試圖解決，或者聲稱解決了這一矛盾 。但截止到2021年圣誕節(jié)前夜，這個矛盾依然未得到公認的解決 。那么 ， 早期宇宙數(shù)據(jù)對H0的限定與近鄰宇宙的直接測量結(jié)果不一致意味這什么呢？大致的可能性有三：
第一：Planck數(shù)據(jù)，或者近鄰宇宙測量的數(shù)據(jù)，以及他們分析過程可能存在問題 。這個嫌疑恐怕很難被徹底排除，因為兩個領域的觀測和數(shù)據(jù)分析都極為復雜，都是一個團隊，而不是某一個人，按照一定的流程分析處理得到的結(jié)果 ， 這個過程原則上可以被100%重復，但實際上無人100%重復過 。大部分的重新檢驗總是集中在最可能出現(xiàn)問題的方面，帶有檢查者的先驗判斷 。如果有我們意想不到的誤差因素，就很難被究查出來 。事實上，Planck團隊和Riess團隊已經(jīng)有好幾次嘗試對自己的分析做深度排查，也多次質(zhì)疑過對方的分析，但結(jié)果都沒有發(fā)現(xiàn)明顯的問題 。所以，數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析過程的大問題至今沒有發(fā)現(xiàn)，也難以100%被排除，估計更加深度的排查還會繼續(xù) 。
第二：兩邊的數(shù)據(jù)分析都沒問題，是現(xiàn)有的宇宙模型有問題，我們對物理的理解有問題 。這是有可能的，但這個可能性一時也很難證實或者證偽 。誠然 ， 標準宇宙學模型是聯(lián)結(jié)早期宇宙與晚期宇宙的橋梁，用CMB數(shù)據(jù)得到的H0是帶有模型假設的，質(zhì)疑標準宇宙學模型者往往提出修改宇宙的膨脹歷史 ， 使得宇宙在早期的物質(zhì)分布符合CMB的數(shù)據(jù) ， 而晚期膨脹稍快，這樣就有可能讓CMB的數(shù)據(jù)同時也與晚期宇宙直接測量的膨脹率相符合，譬如修改引力模型或者提出早期暗能量模型，此類模型不在少數(shù)，往往通過引進額外的自由度 ， 使得新的模型能夠在某個特殊的參數(shù)區(qū)間內(nèi)與觀測數(shù)據(jù)符合 。然而，目前還沒有某個修改標準模型的理論得到廣泛的認可 。或許物理學的發(fā)展總是偏向于追求簡潔和諧的美，基于廣義相對論的標準宇宙學模型雖然還有許多懸而未解之謎 ， 但它成功地解釋了無數(shù)的觀測數(shù)據(jù)，目前物理界似乎還沒有找到足夠的理由去接受其修改版本 。
第三：我們還沒有想象到的其它可能性 。在物理學的發(fā)展史上，爭論似乎是常態(tài)；它意味著問題的存在 ， 而物理學的發(fā)展，往往也是從提出新的問題開始的 。所謂真理越辯越明 ， 爭論很可能意味著下一次認識的突破 。19世紀末的物理界也曾經(jīng)認為當時的經(jīng)典物理理論已經(jīng)解釋了所有的物理現(xiàn)象，只有兩個例外，對于那兩個例外的關(guān)注和討論，后來直接導致了量子力學和廣義相對論的發(fā)現(xiàn)，打開了人類認識世界全新的維度 。
如今我們對于哈勃常數(shù)的爭論，本身說明了這個問題存在，或許也是個難得的契機 。相信對這個問題公開、透明、持續(xù)的討論，將帶給我們對宇宙新的認識 。

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