如果整個(gè)宇宙正在以每5000億年一圈的速度緩慢旋轉(zhuǎn)，你會看到星系運(yùn)動軌跡出現(xiàn)神秘偏移、宇宙膨脹速率突然統(tǒng)一……這并非科幻設(shè)定，而是夏威夷大學(xué)團(tuán)隊(duì)在《物理評論D》提出的全新宇宙模型。為什么用超新星和宇宙微波背景測出的膨脹速率始終存在10%差異？這個(gè)困擾科學(xué)家十余年的謎題，答案可能顛覆我們對宇宙靜止的認(rèn)知。

我們都知道，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型，宇宙自138億年前大爆炸以來就在持續(xù)膨脹。經(jīng)典理論認(rèn)為，這個(gè)膨脹在各個(gè)方向上是均勻且各向同性的，就像被均勻吹大的氣球表面，所有星系都在隨空間本身的擴(kuò)張而彼此遠(yuǎn)離。這種認(rèn)知構(gòu)成了現(xiàn)代宇宙學(xué)的基石——宇宙學(xué)原理。

通過一種基于鄰近宇宙的Ia型超新星觀測，一種基于宇宙微波背景輻射的聲波振蕩分析這兩種主要方法測量的宇宙當(dāng)前膨脹速率，也就是我們常說的哈勃常數(shù)本應(yīng)該是一樣。前者如同用高速攝像機(jī)記錄近處汽車的瞬時(shí)速度，后者則像通過輪胎印記推算車輛的歷史行駛軌跡。但現(xiàn)實(shí)卻給了科學(xué)家一記重?fù)簦撼滦菧y量值約為73 ，而CMB推斷值約為67 km/s/Mpc。這7%的差距看似微小，卻相當(dāng)于在計(jì)算地球周長時(shí)出現(xiàn)了3000公里的誤差。

這個(gè)被稱為"哈勃張力"的矛盾持續(xù)了十余年，導(dǎo)致超過1500篇論文試圖解釋。有人懷疑暗能量存在未知特性，有人認(rèn)為中微子質(zhì)量需要重新測量，甚至有人提議推翻整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型。直到2023年，István Szapudi團(tuán)隊(duì)提出一個(gè)驚世駭俗的假設(shè)：如果宇宙本身在以極慢速度旋轉(zhuǎn)，就能完美調(diào)和這個(gè)差異。這個(gè)旋轉(zhuǎn)周期長達(dá)5000億年，相當(dāng)于宇宙當(dāng)前年齡的36倍！

想象宇宙是一個(gè)緩慢旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)木馬。坐在外側(cè)（對應(yīng)早期宇宙區(qū)域）的乘客（星系）會因?yàn)殡x心作用感覺被向外推，而內(nèi)側(cè)（鄰近宇宙區(qū)域）的乘客則相對靜止。天文學(xué)家就像站在旋轉(zhuǎn)木馬中心的觀察者，不同位置的乘客運(yùn)動速度差異，其實(shí)源自整個(gè)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)。這種效應(yīng)在牛頓力學(xué)中體現(xiàn)為科里奧利力，其表達(dá)式為：

F_c = 2m(ω × v)

其中ω是宇宙角速度矢量。當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)將ω設(shè)定為2×10^-13 rad/year（相當(dāng)于每5000億年旋轉(zhuǎn)一圈）時(shí)，計(jì)算結(jié)果令人振奮——旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的等效能量密度正好填補(bǔ)73與67之間的7%差距。這就像在宇宙膨脹方程中意外發(fā)現(xiàn)了隱藏的調(diào)節(jié)旋鈕。

更精妙的是，該模型創(chuàng)新性地將哥德爾旋轉(zhuǎn)宇宙解與ΛCDM模型結(jié)合。1949年，數(shù)學(xué)家哥德爾曾提出旋轉(zhuǎn)宇宙模型，認(rèn)為時(shí)空的扭曲會產(chǎn)生閉合類時(shí)曲線，甚至允許時(shí)間旅行。雖然新模型摒棄了這些科幻元素，但繼承了其核心思想：在廣義相對論框架下，旋轉(zhuǎn)會改變愛因斯坦場方程的物質(zhì)-時(shí)空耦合項(xiàng)，產(chǎn)生類似于"慣性系拖曳"的效應(yīng)。這種效應(yīng)會輕微扭曲光子傳播路徑，使早期宇宙聲波振蕩的測量值與近域超新星數(shù)據(jù)自然吻合。

然而，現(xiàn)有觀測似乎給這個(gè)優(yōu)雅理論潑了冷水。2016年歐洲空間局的普朗克衛(wèi)星數(shù)據(jù)表明，宇宙旋轉(zhuǎn)角速度上限ω必須小于10^-12 rad/year，而新模型所需的ω值恰好是這個(gè)上限的1/5。這引發(fā)了學(xué)界激烈爭論：普朗克團(tuán)隊(duì)是否低估了系統(tǒng)誤差？或是旋轉(zhuǎn)模型存在根本缺陷？

更深層的矛盾在于宇宙學(xué)原理的存廢。如果承認(rèn)宇宙旋轉(zhuǎn)，就必須修改"宇宙在大尺度上各向同性"的基本假設(shè)，這相當(dāng)于動搖了現(xiàn)代宇宙學(xué)的根基。劍橋大學(xué)宇宙學(xué)家George Efstathiou的比喻一針見血："這就像突然發(fā)現(xiàn)地球不是球體——我們不僅要修改地圖，還要重建整個(gè)地理學(xué)體系。"

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2024年6月。研究團(tuán)隊(duì)在《物理評論D》發(fā)表的最新論文中提出"分層旋轉(zhuǎn)"概念：就像俄羅斯套娃的各層可以獨(dú)立轉(zhuǎn)動，宇宙不同層級結(jié)構(gòu)（星系團(tuán)、超星系團(tuán)、宇宙大尺度結(jié)構(gòu)）可能具有差異化的旋轉(zhuǎn)速度。通過對2萬個(gè)星系團(tuán)運(yùn)動軌跡的統(tǒng)計(jì)分析，他們發(fā)現(xiàn)1億光年尺度上存在0.0003角秒/年的集體旋轉(zhuǎn)趨勢——這相當(dāng)于每分鐘旋轉(zhuǎn)不到一根頭發(fā)絲的寬度，但統(tǒng)計(jì)顯著性達(dá)到4.1σ。

這種分層旋轉(zhuǎn)機(jī)制暗藏玄機(jī)。如果將銀河系自轉(zhuǎn)的角動量放大10^24倍，就相當(dāng)于宇宙級的旋轉(zhuǎn)能量。但由于這些角動量分散在橫跨數(shù)億光年的空間尺度上，其局部效應(yīng)微乎其微，完美解釋了為何人類至今未能直接察覺宇宙旋轉(zhuǎn)。

這一發(fā)現(xiàn)的價(jià)值遠(yuǎn)超解決哈勃張力。如果宇宙確實(shí)存在分層旋轉(zhuǎn)，暗物質(zhì)和暗能量的分布特性都需要重新審視——它們可能在不同尺度上表現(xiàn)出截然不同的動力學(xué)行為。比如在星系團(tuán)尺度，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力可能改變暗物質(zhì)暈的分布形態(tài)；而在宇宙大尺度，旋轉(zhuǎn)能量可能偽裝成暗能量的等效作用。

更深層來看，這為破解"宇宙為何加速膨脹"提供了新思路。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Szapudi的比喻充滿啟發(fā)性："我們可能在用靜止坐標(biāo)系描述旋轉(zhuǎn)的宇宙，就像固執(zhí)地用地面參照系分析旋轉(zhuǎn)木馬的運(yùn)動。" 這種認(rèn)知偏差或許正是暗能量假說的盲點(diǎn)——所謂的"宇宙加速膨脹"，實(shí)則是坐標(biāo)系選擇造成的觀測假象。

隨著詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡持續(xù)傳回早期宇宙數(shù)據(jù)，以及新一代宇宙微波背景觀測項(xiàng)目（如西蒙斯天文臺）即將啟動，科學(xué)家們有望在未來十年內(nèi)驗(yàn)證這一大膽假說?；蛟S正如愛因斯坦所說："想象力比知識更重要。" 在探索宇宙終極奧秘的征程上，人類又一次站在了認(rèn)知革命的門口。

關(guān)于宇宙是否在旋轉(zhuǎn)，你認(rèn)為這是觀測誤差導(dǎo)致的幻覺，還是時(shí)空本質(zhì)的深層特性？在評論區(qū)寫下你的猜想。當(dāng)我們凝視星空時(shí)，那片璀璨的深淵，或許正以難以察覺的姿態(tài)緩緩旋轉(zhuǎn)——這是科學(xué)留給這個(gè)時(shí)代最浪漫的懸念。