宇宙透镜显示宇宙正在以惊人的速度膨胀

时空中的光线弯曲揭示了快速的宇宙膨胀

这张来自哈勃太空望远镜的图像揭示了遥远的类星体 RXJ1131-1231。前景中一个巨大的星系充当引力透镜,形成了背景类星体的四个清晰、扭曲的图像,帮助天文学家估计宇宙膨胀的速度。

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新的研究表明,宇宙 действительно 确实比科学家们认为的膨胀得更快

天文学家已将宇宙当前的膨胀率(一个被称为 哈勃常数的值,以美国天文学家 埃德温·哈勃的名字命名)确定为每秒每百万秒差距约 44.7 英里(71.9 公里)。 (一百万秒差距约为 326 万光年。) 

这个新推导出的数字与另一个研究小组去年宣布的计算结果一致,该小组由诺贝尔奖获得者亚当·里斯领导。但它远高于欧洲航天局普朗克卫星任务在 2015 年估计的速率——每秒每百万秒差距约 41.6 英里(66.9 公里)。 [照片集:类星体和膨胀的宇宙]


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科学家说,目前这种差异的原因尚不清楚。然而,这些不同小组分析的不同类型的数据可能提供线索。

为了得出新的估计值,由德国马克斯·普朗克天体物理研究所的 Sherry Suyu 和瑞士洛桑联邦理工学院的 Frédéric Courbin 领导的研究团队研究了附近的巨大星系如何扭曲来自遥远、超亮星系核(称为类星体)的光线。Suyu、Courbin 及其同事使用了 NASA 的哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜,以及许多地面仪器来完成这项工作。

“我们的方法是测量哈勃常数的最简单和最直接的方法,因为它仅使用几何学和广义相对论——没有其他假设,”Courbin 在一份声明中说。

里斯和他的团队 分析了哈勃对两种不同类型的“宇宙标尺”的观测——Ia 型超新星(光度一致的恒星爆炸)和造父变星,后者的脉动速率与其真实亮度有关。

然而,普朗克数是基于航天器对 宇宙微波背景(宇宙大爆炸遗留下来的光,宇宙大爆炸发生在 138.2 亿年前)的测量的投影。

因此,哈勃常数估计值的差异可能反映了天文学家对早期宇宙不了解的东西,或者自那个遥远的时代以来发生变化的东西,科学家们说。例如,里斯团队的成员去年表示,暗能量(被认为是驱动宇宙加速膨胀的神秘力量)可能在漫长的时间里强度有所增加。 [关于宇宙的 7 个惊人事实

他们补充说,这种差异也可能表明暗物质(天文学家认为在整个宇宙中大大超过“正常”物质的奇怪、看不见的物质)具有尚未被认识到的特性,或者爱因斯坦的引力理论存在一些漏洞。

Suyu 在同一份声明中说:“宇宙的膨胀率现在开始以不同的方式进行测量,精度非常高,以至于实际的差异可能指向超出我们当前宇宙知识的新物理学。”

Suyu、Courbin 及其同事在一系列五篇论文中介绍了他们的研究结果,这些论文将发表在《皇家天文学会月刊》杂志上。

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Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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