哈勃常数（H₀）是最重要的宇宙学参数之一，表征当前宇宙膨胀速度。它在宇宙学中扮演极其重要的角色，用于确定宇宙的大小和年龄，是人类定量分析宇宙演化最直接的工具之一。因此，精确测定H₀对现代宇宙学具有重要的意义。

1929年，美国天文学家埃德温·哈勃通过对星系的光谱分析，发现远处的星系正在退行，并且距离d越远的星系退行速度v越大，v = H₀×d，其中H₀为哈勃常数。哈勃测量得到其值为500 km/s/Mpc（Mpc = 100万秒差距）。对于H₀的测量值，20世纪后期以来一直处于争议之中。利用宇宙微波背景辐射数据，普朗克卫星团队在和谐宇宙学模型（ΛCDM）下得到H₀ = 67.40 ± 0.50 km/s/Mpc。瑞斯等人利用Ia型超新星直接测量了哈勃常数，得到的值为73.04 ± 1.04 km/s/Mpc。这两个结果之间存在明显的偏差，并且这种偏差已经达到了5.0个标准偏差，这就是所谓的“哈勃常数危机”。根据宇宙演化历史和测量方式，我们可以将“哈勃常数危机”理解为早期测量（宇宙微波背景辐射）和晚期测量（Ia型超新星）之间的严重偏离（如图1）。图1（a）总结了近20年早期和晚期测量的H₀值。

宇宙微波背景辐射和Ia型超新星都可以非常精确地测量宇宙学参数。然而，与任何实验测量一样，它们也存在系统误差。因此，测量中的未知系统误差被怀疑是造成早期和晚期测量偏离的主要原因，但对系统误差的再分析很快排除了这种可能性。研究人员指出系统误差会影响H₀的测量结果，但并不会造成如此严重的偏离。由于再分析没有为解决“哈勃常数危机”提供完美的解决方案，研究人员将希望寄托在独立于宇宙微波背景辐射和Ia型超新星的其他观测可以仲裁“哈勃常数危机”，例如强引力透镜、快速射电暴、引力波、红巨星支上端、脉泽等。在图1（b）中，我们展示了利用这些观测得到的H₀测量结果。从测量结果看，强引力透镜的测量结果整体比较倾向于晚期测量，但部分测量结果误差较大与早期测量结果在1.0个标准差置信区间内也一致。对于快速射电暴、引力波和脉泽的测量结果，部分与早期测量一致，部分与晚期测量一致，且总体测量误差较大，无法辨别倾向性。红巨星支上端虽然给出了较为精确的测量结果，但是却介于两者之间，没有偏向任何一方。从整体看，其他独立观测并没有给出一致的测量结果，无法仲裁“哈勃常数危机”。与此同时，部分研究人员怀疑是否宇宙学模型有问题。自“哈勃常数危机”再现以来，基于和谐宇宙学模型，研究人员提出了很多修正宇宙学模型，按照宇宙演化时间可以大致分为三类：早期模型、晚期模型以及修改引力模型。早期模型虽然能在一定程度上缓解“哈勃常数危机”，但通常会加剧其他宇宙学争议。晚期模型对危机的缓解效果也不理想，且部分结果与观测不符。独立观测无法仲裁危机，模型修改无法完全解决危机，这使得“哈勃常数危机”问题变得更加扑朔迷离，悬而未决。

近几年，我们课题组密切关注“哈勃常数危机”问题，利用各种方法推动解决此危机。2018年，课题组整理了36个哈勃参数（H(z)），利用高斯过程方法，得到H₀ = 67 ± 4 km/s/Mpc，此结果与早期测量一致。由于其误差较大，Ia型超新星结果仍处于2.0个标准差置信区间内。之后，课题组利用IllustrisTNG宇宙学模拟得到了宿主星系和星系际介质的色散量的概率分布，结合18例具有红移的快速射电暴得到H₀ = km/s/Mpc。模拟分析表明：100例已知红移的快速射电暴可以将哈勃常数的测量误差降低为2.6%。

2020年，H₀LiCOW合作组通过分析6个类星体强引力透镜发现单个透镜测得的H₀值随透镜红移增加而降低，下降趋势置信度约为1.9个标准差。这似乎为解决“哈勃常数危机”提供了新的思路，预示H₀可能随红移演化，即不同红移观测数据测量值不一致。受此研究启发，我们课题组提出将累积分区法和高斯过程方法结合对H(z)观测数据进行细致分析，寻找H₀随红移演化的证据（MNRAS, 2022, 517, 576）。我们发现高红移处的H₀与早期测量结果一致，低红移处的H₀与晚期测量结果一致。此发现可以有效缓解“哈勃常数危机”，缓解程度约为70%。随后，课题组利用Ia型超新星和H(z)数据，发现H₀的值随红移演化（A&A, 2023, 674, A45）。最终，我们得到置信度为5.6个标准差的下降趋势。H₀随红移的演化行为预示可能存在超越宇宙学标准模型的新物理。目前，课题组正在就H₀演化行为开展更进一步的研究，寻找H₀演化行为的物理解释。

由于“哈勃常数危机”问题具有重要科学意义，来自世界不同国家和地区的科研单位纷纷加入到解决危机的队伍，为宇宙学发展注入了新的活力，取得了许多创新性的成果。2013年“哈勃常数危机”再次成为宇宙学热点问题。自此以后，与“哈勃常数危机”相关的研究论文逐年增加（如图2）。据不完全统计，2022年全年发表与“哈勃争议”话题相关的论文数量达486篇。今年截至10月份，相关文章已达500多篇，已经超越去年发表的论文总数，彰显了“哈勃常数危机”课题研究的持续热度和全球关注度，越来越多的研究学者关注此课题，并投身相关研究。国内外出版了多期特刊，举办了多次“哈勃常数危机”专题会议，意在促进全球相关研究人员交流合作。目前，解决“哈勃常数危机”方式可分为两大类：理论分析和观测研究。前者主要是从系统误差、宇宙学模型以及参数演化出发，而后者主要是从独立观测数据出发，寻找解决危机的方法。在图3中，我们总结了“哈勃常数危机”可能的解决途径。

从根本上解决“哈勃常数危机”，需要理论和观测的结合。理论人员根据观测数据，对问题展开详细的分析，为实验观测提供理论基础和研究导向。观测人员则基于理论研究开展有针对性的观测，为理论研究提供数据支撑。理论与观测相互促进，最终将实现“哈勃常数危机”问题的解决。目前，解决“哈勃常数危机”最直接的方式仍然是利用独立的观测数据仲裁，例如引力波、强引力透镜、快速射电暴、红巨星支上端、脉泽等等。我国计划在近一年内发射爱因斯坦探针、中法天文卫星天基多波段天文可变目标监测仪以及中国空间站工程巡天望远镜等一系列空间探测器。未来这些空间探测器将提供大量高红移的暂现源数据，这将使得能够在以往极少探索的高红移处开展“哈勃常数危机”相关研究。相信在不远的未来，借助更精确的多信使信号，“哈勃常数危机”背后的秘密终将缓慢浮出水面。