根据新的研究，一个看不见的粒子“镜像世界”，只通过引力与我们的世界互动，可能是解决当今宇宙学中一个主要难题的关键，哈勃常数问题。

哈勃常数是当前宇宙膨胀的速度。宇宙学的标准模型对这一速度的预测，明显慢于我们最精确的局部测量所发现的速度。许多宇宙学家一直试图通过改变我们目前的宇宙学模型，来解决这种差异。

挑战在于，如何在不破坏标准模型预测和许多其他宇宙学现象（如宇宙微波背景）之间的一致性的情况下，还能做到这一点。

宇宙学是对整个宇宙的大尺度特性的科学研究，试图用科学方法来理解整个宇宙的起源、演变和最终命运。像任何科学领域一样，宇宙学涉及到关于宇宙的理论或假设的形成，这些理论或假设对可以通过观察来检验的现象做出具体预测。

根据观察的结果，这些理论将需要被放弃、修改或扩展以适应数据。目前关于我们宇宙的起源和演变的主导理论，是所谓的大爆炸理论。

根据美国宇航局的说法，宇宙学是对整个宇宙的大尺度特性的科学研究。宇宙学家研究暗物质和暗能量等概念，以及是否有一个宇宙或许多个宇宙（有时称为多元宇宙）。

宇宙学包含了整个宇宙从出生到死亡的过程，处处充满了神秘和未知。

现在，新墨西哥大学物理和天文学系助理教授弗朗西斯·扬·西尔·拉辛，加州大学戴维斯分校的费格和劳埃德·诺克斯，发现了一个以前没有注意到的宇宙学模型的数学属性，原则上可以允许更快的膨胀率，同时几乎不改变标准宇宙学模型的最精确测试的其他预测。

他们发现，引力自由落体率和光电子散射率的统一比例，使大多数无维度的宇宙学观测指标几乎不变。

“基本上，我们是指出了，我们在宇宙学中所做的很多观测，在重新调整宇宙整体的情况下具有固有的对称性。这可能提供了一种方法来理解，为什么对宇宙膨胀率的不同测量之间似乎存在差异。”

这项研究题为“宇宙学观测数据的对称性，镜像世界的暗区和哈勃常数”，最近发表在《物理评论快报》杂志上。

这项成果为调和宇宙微波背景和大尺度结构观测，与哈勃常数H0值较高开辟了一条新的途径：找到一个宇宙学模型，在这个模型中可以实现比例转换，而不违反任何不受对称性保护的量的测量。这项工作为解决被证明是一个具有挑战性的问题开辟了一条新的道路。进一步的模型建立可能会带来与尚未满足的两个约束条件的一致性：推断的氘和氦的原始丰度。

如果宇宙以某种方式利用了这种对称性，研究人员就会得出一个极其有趣的结论：存在一个与我们非常相似的镜像宇宙，但除了对我们的世界产生引力影响外，我们是看不到的。这样的镜像世界暗部，将允许有效缩放引力自由落体率，同时尊重今天精确测量的平均光子密度。

西尔·拉辛说：“在实践中，这种缩放对称性只能通过在模型中包括一个镜像世界来实现，一个具有新粒子的平行宇宙，这些粒子都是已知粒子的副本。”

镜像世界的想法首次出现在20世纪90年代，但以前没有被认为是哈勃常数问题的潜在解决方案。

“表面上看这可能可能很疯狂，但是这种镜像世界在完全不同的背景下有大量的物理学文献，因为它们可以帮助解决粒子物理学中的重要问题，”西尔·拉辛解释说。“我们的工作使我们第一次将这一庞大的文献资料与宇宙学中的一个重要问题联系起来。”

除了在我们目前的宇宙学模型中寻找缺失的成分外，研究人员还想知道这个哈勃常数的差异是否部分由测量误差造成。虽然这仍然是一种可能性，但重要的是要注意到，随着更高质量的数据被纳入分析，这种差异已经变得越来越大，这表明数据可能没有错。

“它从两个半西格玛，到三个，三个半到四个西格玛。到现在，我们已经基本达到了五西格玛水平，”西尔·拉辛说。“这是一个关键的数字，一个真正的问题，因为有两个对同一事物的测量，如果你有一个一致的宇宙图景，应该只是完全一致，但它们在统计上有非常大的差异。这就是这里的前提，我们一直在思考是什么原因造成的，为什么这些测量结果会有差异？所以这是宇宙学的一个大问题。我们似乎并不了解今天的宇宙在做什么。”