宇宙膨胀速率(即哈勃常数)的测量难题近年来受到广泛关注。来自早期宇宙数据与晚期宇宙数据得出的哈勃常数值存在差异，这一矛盾被称为“哈勃张力”，被认为是当前宇宙学领域核心未解问题之一。

美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校与芝加哥大学组成的研究团队近期提出一种测量哈勃常数的新途径。该方法利用引力波背景——即由大量尚未被单独探测到的黑洞合并事件产生的微弱时空涟漪——进行计算。研究人员通过对现有引力波数据的分析发现，当哈勃常数较低时，早期宇宙中天体碰撞的密度较高，这会增强引力波背景信号。因此，未探测到该背景信号本身即可作为排除低哈勃常数值的依据。

研究团队将这一新方法命名为“随机警报器”方法，意指构成背景信号的引力波事件具有随机性。团队将该方法应用于LIGO-Virgo-KAGRA国际合作组织的最新数据，发现目前未探测到引力波背景这一事实，可以作为宇宙膨胀速率低于某一阈值的证据。在此基础上，团队将随机警报器方法得出的结果与单个黑洞合并事件产生的哈勃常数测量值结合，获得了精度更高的宇宙膨胀速率测算结果，目前已进入反映哈勃张力的数值区间。

伊利诺伊大学物理学教授尼古拉斯·尤内斯表示：“获得哈勃常数的独立测量结果对于解决目前哈勃常数的争议至关重要。我们的方法是利用引力波提高哈勃常数推断精度的一种创新途径。”该研究第一作者、伊利诺伊大学物理系研究生布莱斯·库辛斯补充道：“因为我们观测的是单个黑洞碰撞，所以我们可以确定宇宙中黑洞碰撞的发生率。基于这些发生率，我们预计还存在许多我们无法观测到的事件，这就是所谓的引力波背景。”

研究人员指出，该方法随着引力波探测器灵敏度的提升将具备更广泛应用前景。预计未来六年内引力波背景有望被直接探测到，在此之前，随着探测上限的提高，随机警报器方法将逐步对哈勃常数的高值形成约束。芝加哥大学物理学和天文学与天体物理学教授丹尼尔·霍尔兹评论道：“并非每天都能发明出一种全新的宇宙学工具。我们发现，通过利用遥远星系中黑洞合并产生的背景引力波，我们可以了解宇宙的年龄和组成。”

相关论文已被《物理评论快报》接收，并将发表于3月11日刊，目前已在预印本服务器arXiv发布。

出版详情：标题：《随机警报：哈勃常数的天体物理引力波背景测量》，发表于：《物理评论快报》 (2026)。期刊信息： arXiv ， 《物理评论快报》