哈勃太空望远镜最新测量结果表明：宇宙膨胀速度比科学家的模型预测的要快_聚焦张若昀榜单最新消息 依据对恒星和星系的各式观察

哈勃太空望远镜新近测量结局表明：宇宙膨胀速度比科学家的模型预测的要快
（神秘的地球uux.cn报导）据cnBeta：哈勃太空望远镜的新近测量结局表明，宇宙的膨胀速度比科学家的模型预测的要快--这暗示着一些未知的成分或许在宇宙中起作用。这是现代天文学中最大的难题之一。依据对恒星和星系的各式观察，宇宙似乎比我们最好的宇宙模型预测的速度要快。
针对这个难题的聚焦张若昀榜单证据已然积累了多年，这使得一些探究人员称其是在宇宙学中一场迫在眉睫的危机。
如今，一组使用哈勃太空望远镜的探究人员已然汇编了一个巨大的新资料集，他们察觉了百万分之一的概率，即这种差异是一种统计上的侥幸。换言之，如今看起来更有或许的是，宇宙中有一些基础的成分或是已知成分的一些意想不到的效果，可是天文学家对此还没有确定下来。
约翰-霍普金斯大学的刚刚网友热议盘点天文学家Adam Riess强调：“宇宙似乎给我们带来了很多惊喜，这是件好事，由于它合作我们进修。”
据知晓，这个天文领域的难题被称为哈勃张力，以天文学家Edwin Hubble命名。1929年，他观察到一个星系离我们越远其后退速度就变得越快--这一观察有助于为我们当下有关宇宙从大爆炸着手并不断膨胀的概念铺平道路。
探究人员试图经由两种首要方式来测量宇宙当下的膨胀速度：经由测量跟附近恒星的距离及经由绘制可追溯到新生宇宙的微弱光辉。这些双重方法提供了一种评测我们在超130亿年宇宙历史中对宇宙的理解的方法。这项探究还察觉了一些核心的宇宙成分，如“暗能量”，这种神秘的力量被觉得是合作宇宙加速膨胀的动力。
但这两种方法在宇宙当下的膨胀率上有约8%的分歧。这一差异或许听起来不大，但假如这一差异是清晨聚焦MV首发，业内人士这样看真实的，那么就意味着宇宙如今的膨胀速度乃至超过了暗能量所能阐释的速度--这意味着我们人类对宇宙的核算呈现了一些难题。
探究人员在上周提交给《The Astrophysical Journal》的几项探究中刻画了他们的察觉，他们使用特定类型的恒星和恒星爆炸来测量我们和附近星系之间的距离。该资料集含有对42种各异的恒星爆炸的观测，这比同类的下一个最大确认高出一倍多。依据该团队的岗位，他们的新确认和早期宇宙的测量结局之间的张力已然达到了五西格玛。
可是其他天文学家仍目睹资料中或许存在的误差空间，这意味着哈勃张力仍有或许只是一个伪命题。
团队成员、杜克大学的天文学家Dan Scolnic强调：“我不得知这么大的误差是如何隐藏在这一点上的，假如是这样的话，这只是没有人提出的东西。我们已然检查了所有向我们提出的想法，没有任何东西能做到这一点。深夜聚焦明星动态，网友观点两极分化”
宇宙微波和距离阶梯
哈勃张力来自于测量或预测宇宙当下的膨胀率的使用，这被称为哈勃常数。经由运用它，天文学家可以估计宇宙自大爆炸以来的年龄。
获得哈勃常数的一种方法是依靠宇宙微波背景(CMB)，这是宇宙刚诞生38万年时形成的微弱光芒。ESA普朗克天文台等望远镜已然测量了CMB并提供了早期宇宙中物质和能量如何分布的详尽快照及支配它们的物理学。
经由运用一个曾顺利预测宇宙许多特性的模型--兰姆达冷暗物质模型，宇宙学家可以从数学上将CMB中目睹的新生宇宙快进并预测今日的哈勃常数应该是什么。这种方法预测宇宙应该以67.36公里/秒/百万秒差距的速度膨胀。
相比之下，其他团队经由观察“本地”宇宙--离我们较为近的现代恒星和星系来测量哈勃常数。这个版次的计算需要两种资料：一个星系从我们身边退去的速度以及该星系跟我们之间的距离。这反过来又请求天文学家开发出所谓的宇宙距离阶梯。
新探究的宇宙距离阶梯是由Riess的探究小组SH0ES组建的，其从测量我们和某些被称为造父变星的恒星之间的距离着手。造父变星很有价值，由于从本质上讲，它们就像已知瓦特数的频闪灯。它们会规律地变亮和变暗，且越是明亮的造父变星其脉动就越慢。经由运用这一原理，天文学家可以依据它们的脉动速度来估计更遥远的造父变星的内在亮度并最后计算出这些星球跟我们之间的距离。
以便将这个阶梯延伸得更远，天文学家们在被称为1a型超新星的恒星爆炸的基础上增多了一些梯级。经由探究另外拥有造父变星和1a型超新星的星系，天文学家们可以计算出超新星的亮度和它们的距离之间的关系。由于1a型超新星比造父变星要亮得多，它们可以在更远的地方被目睹并让天文学家把他们的测量结局扩展到宇宙中更深的星系。
对转变的核算
难题是，精确测量所有这些恒星和超新星是相当繁琐的。从技术上讲，并非所有的造父变星和1a型超新星看起来都完全一样：有些或许有各异的成分、各异的颜色或各异类型的宿主星系。天文学家们已然花了很多年的时间来探究如何阐释所有这些变异性--但要肯定地得知一些隐藏的误差源没有在天平上推波助澜是相当艰难的。
为知晓决这些难题，一个名为Pantheon+兴办的探究小组详尽地确认了自1981年以来收集的1701个1a型超新星的观测资料。该确认含有奋斗量化所有已知的不确定性和偏差的来源。
“我们关心的是，比如1991年11月的天气和望远镜的观测状况--这很难，”杜克大学的Scolnic说道。他跟哈佛-史密森天体物理学中心的探究员Dillon Brout共同领导Pantheon+。
该团队的察觉为Riess和他的SH0ES同仁的新确认提供了依据。在对或许作用造父变星观测的因素开展了同样详尽的交叉检查之后，该小组得出了迄今为止对哈勃常数的最精确估计：每兆焦73.04公里/秒（正负1.04）。这比普朗克天文台对CMB的测量所推断出的数值高了约8%。
另外，探究小组还不遗余力地评测外部科学家对其哈勃常数估计值高于普朗克常数的想法。综上，探究人员对他们的确认开展了67次变体确认--其中许多变体使紧张局势变得更糟。
“我觉得，我们已然认真听取了许多关切和难题。这不只仅是一个‘快变’......我们已然做了很多深挖兔子洞的岗位，”Riess说道。
未知的宇宙
可是近年来，来自芝加哥大学的Wendy Freedman一直在探究一种不依赖脉冲式恒星的估计方法。相反，她使用一组特定的红巨星。基于这些备用的“规范烛光”或具有已知内在亮度的天体，Freedman对哈勃常数的独立估算为69.8公里/秒/百万秒差距--处于其他两个测量值的中间。
尽管团队开展了认真的岗位，但Freedman强调，未被察觉的失误仍或许会作用到确认，也许会导致一种虚幻的紧张。她补充称，一些不确定性的来源也是不可避免的。先是，只有三个离银河系足够近的星系，其距离我们可以直接测量而宇宙距离阶梯的基础就在这三个星系上。
Freedman说道：“三个尽管是个小数字，但这是大自然赋予给我们的。”
Pantheon+和SH0ES团队对Freedman及其他人的结局开展了长时间的探究，他们的一些各异的确认探究了假如将Freedman的首选恒星跟造父变星和1a型超新星一起加入到宇宙距离阶梯中会发生什么。依据他们的岗位，含有这些额外的恒星会略微下降对哈勃常数的估计--但它并没有消除这种紧张。
假如哈勃常数真的反映了我们的物理现实，那么阐释它或许需要在我们的宇宙基础成分列表中增多另一个项目。
其中一个领先的理论比拼者--被称为早期暗能量--提出在大爆炸后约5万年曾有过一个短暂的暗能量爆发。原则上，短暂的额外暗能量可以改变早期宇宙的膨胀，这足以解决哈勃张力，而不会对宇宙学的规范模型导致太大的干扰。
但在这个过程中，宇宙学家对宇宙年龄的估计将从当下的138亿年下降到约130亿年。
来自德克萨斯大学奥斯汀分校的天体物理学家Mike Boylan-Kolchin强调：“有很多难题，为什么你必须引入这个方才呈现又消失的新事物--这感受有点好笑。但我们正处在一个地方--假如这些东西真的那么不一致也许我们必须着手在宇宙的有趣角落里寻找。”
尽管一些暗示已然呈现了，但当下还没有有关早期暗能量的大满贯证据。本年9月，智利测量宇宙微波背景的设施--阿塔卡马宇宙学望远镜称含有早期暗能量的模型比规范宇宙学模型更适合其资料。可是普朗克望远镜的资料提出了各异的意见，所以需要前方的观测来弄清这个谜团的真相。
其他观测站也应该能合作澄清哈勃张力。如ESA的盖亚卫星自2014年以来一直在绘制银河系的地图，其为我们跟银河系许多恒星之间的距离带来了越来越精确的估计，其中就含有造父变星。而快要到来的詹姆斯-韦伯太空望远镜将合作天文学家反复检查哈勃对某些恒星的测量。
Freedman说道：“我们是在或许的边缘岗位的。我们将弄清这个难题的真相。”