諾獎科學家說，哈勃望遠鏡數據表明宇宙膨脹比我們預期的還要快

哈勃太空望遠鏡的最新發現表明，宇宙的擴張速度比預期快得多。天文學家稱，一些物理定律可能會因此而改寫。

哈勃望遠鏡

科學家們使用哈勃太空望遠鏡精確測量宇宙的膨脹率。 然而，根據空間望遠鏡科學研究所（STScI）的一份聲明 ，一項新研究的觀測結果與先前基於大爆炸後宇宙歷史的預測不一致。諾貝爾獎獲得者，該研究的首席研究員，天文學家Adam Riess在介紹新發現時說："學界目前真的很難理解這種差異的意義。"

哈勃太空望遠鏡通過觀察一種亮度周期性變化的恆星來測量我們與其他星系的距離。 這些稱為造父變星的恆星以一種可預測的方式增亮和變暗，從而讓研究人員能夠判斷與它們之間的距離。這些數據隨之用來衡量宇宙的膨脹率，即哈勃常數。

NGC 3972（左）和NGC 1015（右）

研究人員分析了包括NGC 3972和NGC 1015在內的19個星系。分別距離地球6500萬和1.18億光年。兩個星系都擁有叫做造父變星的恆星，讓研究人員可以確定與該星系的距離。

新的研究結果還包括了銀河系中的八顆造父變星，它們比之前分析過的此類恆星都至少要遠十倍。測量這些造父變星非常具有挑戰性，因為它們距離地球6000到12000光年。 為了處理這種距離，研究人員開發了一種新的掃描技術，使得哈勃太空望遠鏡能夠以每分鐘1000次的速度定期測量恆星的位置，從而提高了恆星真實亮度和距離的準確性。

研究人員通過計算與幾顆非常遠的造父變星的距離來測量宇宙的膨脹。造父變星定期發出的脈衝能讓研究人員根據它們的亮度確定與它們的距離。 八個新測量的造父變星比以前研究的距離要遠10倍。 然後，研究人員將這些恆星的亮度與同一星系中超新星的亮度進行比較，並將它們與更遠的超新星的亮度進行比較。

研究人員將他們的發現與歐洲航天局（ESA）普朗克衛星的早期數據進行了比較。 在其四年的任務期間，普朗克衛星測繪了大爆炸中的剩餘輻射，也被稱為宇宙微波背景輻射。普朗克的數據顯示，哈勃常數介於67至69千米/（秒·百萬秒差距）。

然而，普朗克的數據比哈勃望遠測量的恆定值低9％左右，這些測量結果估計宇宙正在以73千米/(秒·百萬秒差距)的速度擴展，因此表明星系的運動速度比預期的要快。

"兩種結果都經過了多種檢驗，因此排除了一系列無關的錯誤之後，這不是一個缺陷，而是宇宙的一個特徵。"Riess說。

對這種差異的一種可能的解釋是暗能量，這種已知的加速宇宙的神秘力量，正在以更大的力量驅使星系離得更遠。 在這種情況下，宇宙的加速度可能並不是一個恆定的值，而是可能隨時間而改變。

研究人員說，也有可能是占宇宙物質的80％的難以捉摸的暗物質，與可見物質或輻射的相互作用比以前想像的要強烈。

另一種可能的解釋包括一種新的亞原子粒子，其速度接近光速並且僅受引力影響。 研究人員稱這種超快速粒子為惰性中微子，並將這些粒子統稱為黑暗輻射。

"任何這些情景都會改變早期宇宙的內容，導致理論模型不一致"，STScI代表在聲明中說。 "這些不一致會導致從年輕宇宙的觀測結果推斷出來的哈勃常數的值不正確，從而與哈勃望遠鏡的觀測值不一致。"

該小組計劃利用哈勃太空望遠鏡和歐空局蓋亞空間天文台的數據來測量恆星的精確位置和距離，並進一步精確估計宇宙的膨脹率。

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