哈勃望远镜最新数据确认宇宙在加速膨胀：比之前预期快约10%

根据美国宇航局官方网站最近发布的一份最新研究报告，基于哈勃太空望远镜数据最新测量的宇宙膨胀率比欧洲普朗克卫星通过测量宇宙微波背景辐射预测的膨胀率快近10%，这种偶然差异的概率从1/3000降至1/100000，表明天文学家可能需要新的物理学来解释这一点。

负责这项研究的亚当·里斯是约翰·霍普金斯大学的物理学和天文学教授，他在一份声明中说:“这种差异一直存在，而且可能性越来越小。我们不能再把它视为一种偶然现象。”

20世纪初，大多数天文学家认为宇宙不会向银河系外膨胀。但是在20世纪20年代早期，当埃德温·哈勃用当时最大的望远镜观察神秘的仙女座时，他发现仙女座星云不是银河系中的气体，而是一个完全独立的星系。银河系之外还有许多其他星系。宇宙比人们想象的要大得多。

同样在20世纪初，维斯多·斯奇尔对旋涡星云的光谱进行了多年的研究，发现了谱线的红移。根据西尔的观察，哈勃与他的助手赫马森合作，对遥远星系的距离和红移进行了大量测量。人们发现遥远星系的谱线都有红移，星系越远，红移越大。因此，得出了一个重要的结论:星系似乎都在远离我们，距离越远，距离越快。为了纪念哈勃的贡献，美国宇航局将1990年发射的太空望远镜命名为“哈勃太空望远镜”。

20世纪90年代末，里斯和其他三人发现宇宙正在加速膨胀，并获得了2011年诺贝尔物理学奖。目前，尚不清楚是什么导致宇宙加速膨胀。研究人员推测，这种差异背后的“驱动力”可能是当前物理学“标准模型”没有涵盖的东西，比如暗物质或暗能量或未知粒子的特殊性质。暗能量和暗物质不吸收、反射或辐射光，所以人类不能直接使用现有技术进行观察。通过研究许多不同的数据，科学家们比较了宇宙的膨胀定律。他们认为吞噬暗物质的暗能量可以用来解释宇宙的加速膨胀。

这项研究的结果发表在25日的《美国天体物理学杂志》上。在这项研究中，里斯的团队使用哈勃太空望远镜观察了位于大麦哲伦星云(LMC)的70个造父变星，大麦哲伦星云是银河系的卫星星系之一。造父变星以可预测的速率变暗变亮，因此被科学家用作测量宇宙距离的“标准蜡烛”。以前，哈勃望远镜每90分钟只能观测到一颗造父变星，新的成像方法一次可以观测到10颗以上的造父变星群，有助于提高测量精度。他们利用这些信息来计算宇宙当前的膨胀速率——哈勃常数的值是74.03千米/(每秒一百万秒)。百万秒(Mpc)大约是326万光年。

宇宙膨胀示意图

根据新的测量结果，研究人员用一种特殊的方法计算了宇宙当前的膨胀速率，即所谓的哈勃常数，这不同于以前研究中计算的速度。以前的研究方法是通过观察微波背景辐射来估计当前宇宙的膨胀率，这是早期宇宙的特征。研究人员表示，该团队使用了一种新的观察方法，将哈勃常数的不确定性从先前估计的2.2%降低到1.9%，这是迄今为止的最低值。相比之下，普朗克卫星使用另一种观测方法，通过观测宇宙微波背景辐射(大爆炸留下的角落)，预测值为67.4公里/(米/秒秒)，与哈勃的观测结果相差近10%。

他们对这种差异给出了三种解释。里斯说，一种可能性是一种“早期暗能量”在大爆炸后不久出现，导致宇宙比预期膨胀得更快。另一种可能性是，宇宙中含有一种新的亚原子粒子，即暗辐射(包括中微子等)。)，它以接近光速的速度运动。第三种可能性是暗物质和普通物质之间的相互作用比之前假设的更强。

里斯的团队计划将哈勃常数的不确定性降低到1%左右，他们认为这可能会发现造成差异的“罪魁祸首”。