发生了什么：宇宙膨胀的速度比我们想象的要快？

宇宙奇观

根据一项新的研究，宇宙的膨胀速度比科学家预期的要快9%。也许需要新的物理学来解释其中的原因。

尽管多年来科学家们一直认为这种更快的膨胀速度是正确的，但美国宇航局哈勃太空望远镜收集的新测量数据帮助证实了这一点。

膨胀率与130多亿年前宇宙大爆炸后不久的轨道不一致。这条轨道是由欧洲航天局的普朗克卫星测量的。这颗卫星能够绘制出大爆炸后38万年的余辉，称为宇宙微波背景，从而预测宇宙的演化。

科学家们认为这种差异只是侥幸。哈勃的数据降低了这种可能性，使其成为10万分之一的可能性。

我们知道，随着星系之间的空间不断扩大，宇宙也在不断膨胀，但几十年来，科学家们一直在寻求确定宇宙膨胀的实际速度。

宇宙膨胀张力

这项研究已经被接受发表在《天体物理学杂志》上。

“哈勃望远镜在早期和晚期宇宙之间的张力，可能是宇宙学几十年来最令人兴奋的发展，”研究作者、约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)著名物理学和天文学教授、诺贝尔奖得主亚当里斯(Adam Riess)说。“这种不匹配一直在增长，现在已经到了一个确实不可能作为侥幸而被忽视的地步。这种差异不可能只是偶然发生的。”

里斯正在领导一个名为SH0ES团队的项目，该团队参与了这项研究。

为了收集这些新数据，哈勃测量了邻近星系大麦哲伦星云70颗恒星发出的光，大麦哲伦星云距离地球162,000光年。脉动恒星有可预测的增光和变暗速率，这可以用来测量星系之间的距离。这些恒星被称为造父变星。

这些测量有助于计算哈勃常数，宇宙随时间的膨胀率，以及加强宇宙距离阶梯，它可以确定宇宙中的距离。

宇宙距离阶梯依赖于来自不同星系的恒星作为星系之间的里程标。

但是测量恒星需要时间，哈勃每绕地球一周90分钟只能测量一颗恒星。

研究人员决定将哈勃望远镜更多地用作一个傻瓜相机，使用一种叫做漂移和位移(DASH)的新方法来观察恒星群。

恒星群

该团队的哈勃数据与来自智利、美国和欧洲的天文学家合作的阿劳卡利亚项目的数据集相结合。集体测量揭示了造父变星的真实亮度。

这个哈勃常数仍然不同于预期的轨道。

“这不仅仅是两个实验不一致，”里斯说。“我们正在衡量一些根本不同的东西。一个是测量我们今天所看到的宇宙膨胀的速度。另一种是基于早期宇宙的物理学和测量宇宙膨胀速度的预测。如果这些数值不一致，我们很有可能在连接两个时代的宇宙学模型中遗漏了一些东西。”

目前，对这种差异还没有任何解释，但科学家们已经提出了涉及隐形暗物质或暗能量的设想。也许需要新的理论和新的物理学来理解到底是什么帮助塑造了宇宙。

扭曲中的银河系

SH0ES团队将继续研究哈勃常数，将误差的不确定性降低到1%;多亏了最新的研究，现在这个数字是1.9%。

“以前，理论家会对我说，‘不可能。它会破坏一切。现在他们说，‘我们实际上可以做到这一点，’”里斯说。

宇宙高速膨胀对地球的影响是什么？还有待于科学家们的持续观察验证。

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