宇宙膨胀有多快？新的结果突显了我们对宇宙命运估计之间的差异

宇宙膨胀有多快？星系提供了一个答案。

确定宇宙的膨胀速度是理解我们宇宙命运的关键，但是有了更精确的数据却遇到了一个难题：基于我们本地宇宙内部测量的估计与138亿年前大爆炸后不久的时代的推断不一致。

对局部膨胀率的一个新的估计——哈勃常数，或H0(零)——加强了这种差异。

天文学家使用一种相对较新且可能更精确的测量宇宙距离的技术，将巨型椭圆星系内的平均恒星亮度作为距离阶梯的一级，计算出一个速率——每秒73.3公里/百万帕秒，约为2.5公里/秒/Mpc——位于其他三个良好估计值的中间，包括Ia型超新星的黄金标准估计值。

这意味着，距离地球每330万光年，即30亿公里，宇宙就会以每秒73.3-2.5公里的速度膨胀。

其他三种技术的平均速度为73.5±1.4公里/秒/Mpc。

令人困惑的是，基于宇宙微波背景中测量的波动和早期宇宙中正常物质密度的独立波动(重子声振荡)的局部膨胀率的估计给出了一个非常不同的答案:67.4±0.5公里/秒/Mpc。

天文学家对这种不匹配感到担忧是可以理解的，因为膨胀率是理解宇宙物理和演化的关键参数，也是理解暗能量的关键——暗能量加速了宇宙的膨胀率，从而导致哈勃常数随着与地球距离的增加而比预期变化得更快。

暗能量约占宇宙质量和能量的三分之二，但仍然是个谜。

对于新的估计，天文学家测量了63个巨大椭圆星系表面亮度的波动，以确定距离，并绘制了每个星系的距离与速度的关系，以获得H0。

表面亮度波动(SBF)技术独立于其他技术，并有可能在地球100英里/小时或3.3亿光年内提供比其他方法更精确的距离估计。

样本中的63个星系的距离介于15到99 Mpc之间，时光倒流只是宇宙年龄的一小部分。

加州大学伯克利分校物理科学系朱迪·钱德勒·韦伯教授，天文学和物理学教授，宇宙学家马忠培说：“对于测量到100兆秒的星系的距离，这是一种了不起的方法。

” “这是第一篇针对63个星系收集大量均匀数据的论文，目的是使用SBF方法研究H零值。

马领导了对当地星系的大规模调查，为43个星系提供了数据，占新分析中使用的星系的三分之二。

美国国家科学基金会NOIRLab的天文学家John Blakeslee收集并分析了这63个星系的数据。

他是与奥勒姆犹他谷大学的同事约瑟夫·詹森（Joseph Jensen）合着的。

支持NSF光学和红外天文台的科学团队负责人Blakeslee是使用SBF测量到星系的距离的先驱，而Jensen是最早在红外波长上应用该方法的人之一。

两者在分析上与马云密切合作。

“从某种意义上说，天文学的整个故事就是努力理解宇宙的绝对规模，然后告诉我们物理学，”布莱克斯利说。

他回忆起詹姆斯·库克1769年前往塔希提岛测量金星凌日的航行，这样科学家就可以计算出太阳系的真实大小。

“ SBF方法更广泛地适用于局部宇宙中一般的演化星系群体，并且当然，如果我们使用James Webb太空望远镜获得足够的星系，则该方法有可能对哈勃常数进行最佳的局部测量。

”

詹姆斯·韦伯太空望远镜比哈勃太空望远镜强大100倍，计划于10月发射。