小恒星否定了引力的跃变

宇宙正在膨胀，其当前的膨胀速率用一个叫作哈勃常数的数字来衡量。问题在于，两类测量给出了不同的答案。基于邻近恒星和超新星的测量——即“距离阶梯”——与从宇宙微波背景（宇宙中最古老的光）推断出的数值不一致，根据所用数据不同，差异约为5西格玛。微波背景给出的数值较低。这就是哈勃张力，宇宙学中最紧迫的问题之一。

一些解释归咎于隐藏的误差，另一些则呼唤新物理。其中最大胆的提议之一是**“G跃变”（G-step）模型**：决定引力强度的牛顿引力常数G，在不久前的宇宙历史中发生了突变。

7300万至1.3亿年前的一次突变

其思路是：作为宇宙标尺的超新星，其亮度取决于G。如果G在某个时间点之前有所不同，那么遥远的超新星（我们看到的是变化之前的样子）和邻近的超新星（变化之后）就不再是同一把标尺，膨胀速率也就会被误判。这里检验了两个版本：

• 原始模型：在1.3亿年前的跃变之前，引力强11%；
• 扩展模型：在7300万年前的跃变之前，引力强4%。

记性很好的恒星

夏威夷大学的Jeremy Sakstein和朴次茅斯大学的Harry Desmond找到了一个意想不到的证人：红矮星，即质量不到太阳约三分之一的最小恒星。这些恒星从核心到表面都在剧烈翻腾，对任何扰动的反应都极其迟缓。它们在尺寸发生变化后重新稳定下来所需的时间约为1亿年——与所谓跃变发生至今的时间相近。

先用纸笔推算、再用恒星演化程序计算得出的结论是：一颗曾在更强引力下生活、随后经历G降到今天数值的红矮星，会迅速膨胀，然后只能缓慢地重新收缩。如今，就其质量而言，它仍会显得略大一些。

天平上的8颗恒星

为了验证，两位物理学家使用了8颗处于食双星中的红矮星——从地球上看，这些成对的恒星会相互从对方前方经过，从而能得到所有恒星中最精确的一些质量和半径数据。他们选取了质量为0.1至0.31个太阳质量的恒星，且双星之间相距足够远，以限制潮汐效应。

有一个复杂因素：星斑也会使恒星膨胀。作者让每颗恒星的星斑覆盖率在零到完全覆盖之间自由变化，使星斑尽可能吸收任何膨胀。

没有跃变的痕迹

对于两个时间点，最佳拟合都是引力从未改变。两种提议的跃变均被排除：

• 4%，7300万年前：在约3.1西格玛水平上被排除；
• 11%，1.3亿年前：在约4.0西格玛水平上被排除。

星斑救不了这个模型：对于这两种跃变，8颗恒星中已有4颗需要零星斑，而一颗恒星的星斑不可能比零还少。

一个分量很重的证人

作者检验了这一结果的稳健性。如果恒星模型系统性地高估半径1%，排除程度会减弱，但仍然成立。他们还指出，一颗恒星J2343+29承担了很大一部分分量：去掉它，排除水平降至2.45和1.90西格玛——但仍然不支持引力有任何变化。

这项研究并未解决哈勃张力，但缩小了可能性范围：这两种近期引力跃变的版本，如今与我们银河系中的恒星相矛盾。