宇宙膨脹的速度到底有多快

哈勃觀測到了40多個星系，其中包括脈動恒星以及稱為超新星的爆炸恒星，以測量更大的宇宙膨脹距離。這兩種現(xiàn)象都有助于天文學家標記天文距離，這些標記指出了膨脹率。

測量宇宙的膨脹率是哈勃太空望遠鏡在 1990 年發(fā)射時的主要目標之一。在過去的 30 年里，太空天文臺幫助科學家們發(fā)現(xiàn)并改進了這種加速速度，并發(fā)現(xiàn)了只有全新物理學才能解決的神秘皺紋。

天文學家在 1998 年已經(jīng)有了一個意想不到的發(fā)現(xiàn)：“暗能量”。這種現(xiàn)象就像一種神秘的排斥力，加速了膨脹速度。

此外，還有另一個大發(fā)現(xiàn)：在大爆炸之后，本地宇宙的膨脹率與遙遠宇宙的膨脹率之間存在無法解釋的差異。

科學家們不理解這種差異，但承認它很奇怪，可能需要新的物理學。

太空望遠鏡科學研究所的諾貝爾獎獲得者、巴爾的摩約翰霍普金斯大學的杰出教授亞當·里斯說：“你正在從望遠鏡和宇宙距離標記的黃金標準中獲得對宇宙膨脹率的最精確測量。這就是哈勃太空望遠鏡的目的，使用我們所知道的最好的技術(shù)來做到這一點。這可能是哈勃的代表作，因為哈勃的生命需要再過30年才能使這個樣本量翻倍?！?/p>

該望遠鏡以先驅(qū)天文學家埃德溫·哈勃的名字命名，他于 1953 年去世。他在 1920 年代發(fā)現(xiàn)宇宙中遙遠的云實際上是星系。

哈勃依靠天文學家亨麗埃塔·斯旺·萊維特 1912 年發(fā)現(xiàn)稱為造父變星的脈動恒星的亮度周期的工作。造父變星就像宇宙里程標記一樣，在銀河系和其他星系中周期性地變亮和變暗。

哈勃的工作揭示了銀河系是眾多星系之一，永遠改變了我們在宇宙中的視角和位置。這位天文學家繼續(xù)他的工作，發(fā)現(xiàn)遙遠的星系似乎在快速移動，這表明我們生活在一個以大爆炸開始的膨脹宇宙中。

對宇宙膨脹率的探測幫助獲得了2011 年諾貝爾物理學獎，授予索爾·珀爾馬特、布萊恩·施密特和里斯“通過觀測遙遠的超新星發(fā)現(xiàn)宇宙加速膨脹”。

里斯繼續(xù)領(lǐng)導 SHOES（超新星 H0 的縮寫），即暗能量狀態(tài)方程，這是一項研究宇宙膨脹率的科學合作項目。他的團隊正在《天體物理學雜志》上發(fā)表一篇論文，該論文提供了哈勃常數(shù)的最新更新，因為膨脹率是已知的。

測量遙遠的物體創(chuàng)造了一個“宇宙距離階梯”，可以幫助科學家更好地估計宇宙的年齡并了解它的基礎(chǔ)。

使用哈勃望遠鏡的多個天文學家團隊得出的哈勃常數(shù)值等于 73 正負 1 公里每秒每兆秒差距。（百萬秒差距是一百萬秒差距，或 326 萬光年。）

“哈勃常數(shù)是一個非常特殊的數(shù)字。它可以用來從過去穿到現(xiàn)在，對我們對宇宙的理解進行端到端的測試。這需要大量的詳細工作”。

但根據(jù)天文學家利用宇宙標準宇宙學模型（一種暗示大爆炸組成部分的理論）和歐洲航天局普朗克進行的測量，實際預測的宇宙膨脹速度比哈勃望遠鏡觀測到的要慢。

另一個太空天文臺普朗克用于測量宇宙微波背景，或 138 億年前大爆炸的剩余輻射。普朗克任務科學家得出的哈勃常數(shù)為 67.5 正負 0.5 公里/秒/兆秒差距。

12 月發(fā)射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡將能夠以更清晰的分辨率和更遠的距離觀察哈勃的英里標記，這可能有助于理解這兩個數(shù)字之間的差異。

這對曾經(jīng)決心測量哈勃常數(shù)的宇宙學家來說是一個激動人心的挑戰(zhàn)。現(xiàn)在他們發(fā)現(xiàn)自己在質(zhì)疑還有哪些額外的物理學可以幫助他們解開關(guān)于宇宙的新謎團。

“其實，我并不關(guān)心膨脹值具體是什么，但我喜歡用它來了解宇宙，”里斯說。