在我们宇宙的扩张速度中有一个秘密而哈勃太空望远镜就在这种情况上

By Elizabeth Howell 

 21 May 22

Science & Astronomy

哈勃望远镜刚刚做出了它的宇宙的目前膨胀率的迄今为止最好的测量，但它仍然与早期宇宙不匹配。

这个基于哈勃太空望远镜数据的图像集合特症同时宿主造父变星和超新星的星系。这些天体帮助绘制宇宙的扩张图。. (Image credit: NASA, ESA, Adam G. Riess (STScI, JHU))

科学家们有一个新的、更准确的宇宙的扩张的测量，这要归功于来自哈勃太空望远镜值数十年的数据。

对来自32年老的哈勃太空望远镜的数据的新分析继续这个天文台长期以来宇宙多快扩张的更好了解的追求以及那个扩张正在加速多少。.

天文学家用来测量这种膨胀的数字被称为哈勃常数（不是以望远镜命名而是以在1929年首次测量它的天文学家埃德温·哈勃命名）。哈勃常数是一个艰难来定下的，鉴于不同的天文台观察宇宙的不同区域已经提交了不同的答案。但一项新的研究表达哈勃望远镜最近的努力对于它所看到的扩张是精确的信心，尽管仍然有来自其他天文台的差异。

这项新研究证实之前基于哈勃观测的扩张速率估计，显示一个每百万秒差距的扩张约为45英里（73公里）。（百万秒差距是一个等于100万秒差距或326万光年距离的测量值。

美国宇航局在周四（5月19日）的一份声明中说，“鉴于哈勃望远镜的样本量很大，天文学家由于不幸的抽签而犯错只有一个百万分之一的可能性......这是认真对待物理学问题的一个共同门槛 “，转述诺贝尔奖获得者和研究主要作者亚当里斯的话。

里斯在管理哈勃望远镜的太空望远镜科学研究所（STScI）以及马里兰州巴尔的摩的约翰霍普金斯大学都有隶属关系。

里斯和合作者在2011年获得了诺贝尔奖，在哈勃和其他天文台证实宇宙正在它的膨胀中加速之后。里斯称哈勃望远镜的最新努力是一个“巨著”，鉴于它几乎集中用了望远镜的整个历，32年的太空工作来提供一个答案。

哈勃的数据确定了它在一个名为超新星H0暗能量状态方程（SHOES）的程序下它的观测的扩张率，还包括1000多个哈勃轨道。新的测量结果也比哈勃望远镜的能力预期精确八倍。

测量宇宙多快膨胀的努力通常集中在两个距离标记上。其中之一是造父变星，变星以恒定的速度变亮和变暗，自1912年以来它们的效用就已经为人所知，当时天文学家亨丽埃塔·斯旺·莱维特（Henrietta Swan Leavitt）在她正在审查的图像中标记了它们的重要性。

造父变星适用于绘制银河系（我们的银河系）内部和附近星系中的距离。对于更远的距离，天文学家依靠1a型超新星。这些超新星有一致的光度（固有亮度），允许根据它们在望远镜中出现的亮度精确估计它们的距离。

在这项新研究中，美国宇航局声明“该团队用哈勃望远镜测量了42个超新星里程柱标记。因为它们以每年大约一次的速度爆炸，哈勃望远镜已经为所有实用目的尽可能多的记录了超新星来测量宇宙的扩张。（再一次，哈勃望远镜已经在太空中飞行了大约32年，于1990年4月24日发射，1993年12月，宇航员解决了一个阻碍早期工作的镜像缺陷）。

但这个扩张速度跨不同的努力仍然没有完全一致。这项新研究说哈勃望远镜的测量值大约是每百万秒差距45英里（73公里）。但当考虑到深部宇宙的观测时，速度会减慢到每百万秒差距约42英里（67.5公里）。

深宇宙观测主要依赖于欧洲航天局普朗克使命的测量结果，该使命观察到了形成我们宇宙的大爆炸的“回声”。回波被称为宇宙微波背景。美国宇航局说天文学家是“不知所措”来弄清楚为什么有两个不同的值，但提出了我们可能不得不重新思考基础物理学。

里斯说，最好不要看扩张率在它的时间的确切值，而是它的涵义。里斯在美国宇航局的声明中说“我不在乎膨胀值具体是什么，但我喜欢用它来了解宇宙”。

预计在未来20年内，詹姆斯·韦伯太空望远镜将进行更多的测量，该望远镜正在完成深空的调试工作，然后再观察一些最早的星系。美国宇航局表示，韦伯将“以比哈勃望远镜所能看到的更远的距离或更清晰的分辨率”来观察造父变星和1a型超新星。这可能会反过来完善哈勃观测到的速率。

基于这项研究的论文将发表在《天文学杂志》上。预印本版本可在 arXiv.org 上使用。