宇宙學:膨脹的宇宙

哈勃常數

/ H-naught /

如果宇宙在膨脹,顯而易見的問題是:有多快?哈勃常數,寫作 H0、讀作「H零」,就是回答這個問題的那一個數。它是當今的宇宙膨脹速率——哈勃定律裡的比例因子,告訴你星系每多坐落一個單位的距離,退行就快多少。

它的標準單位乍看古怪:千米每秒每兆秒差距(km/s/Mpc),其中一兆秒差距約為326萬光年。比如取值70 km/s/Mpc,意思是每隔一兆秒差距的距離,星系就快退行約70 km/s。於是10 Mpc處的星系退行約700 km/s,100 Mpc處的約7,000 km/s。把距離約去,單位就化為時間的倒數,這正是哈勃常數悄悄定下整個宇宙年齡與大小尺度的原因。儘管叫「常數」,它在宇宙歷史上其實並非真正不變——膨脹速率隨宇宙變老而變化過——所以 H0 特指今天的值,宇宙學家把那個更一般、隨時間變化的量稱為哈勃參數。

把 H0 釘死,一直是現代天文學的偉大追求之一,因為幾乎每一個宇宙距離和宇宙的年齡都繫於它。幾十年裡估值從50到100大幅游移;如今它們聚攏在約67到73 km/s/Mpc。但當今最好的方法,彼此分歧的程度竟超過各自給出的誤差——這就是著名的哈勃張力——所以連這塊基石般的數字,也帶著一份誠實而未決的不確定。

取 H0 = 70 km/s/Mpc。室女座星系團裡一個約16 Mpc外的星系,單憑膨脹就應退行約 70 × 16 = 1,120 km/s——把室女座自身的內部運動平均掉之後,這與觀測值很接近。

H0 把星系的距離換算成由膨脹驅動的退行速度。

儘管名為「常數」,H0 並非固定的宇宙常量;它是今天的膨脹速率,且隨時間變化過。它如今的值,仍在哈勃張力的層面上存在爭議。

又稱
H0Hubble parameter (present value)哈勃参数哈勃常數 H0