走近科学：哈勃发现宇宙膨胀率出现了异常的褶皱

这组来自哈勃太空望远镜的 37 张图像于 2003 年至 2021 年间拍摄，其中包括所有造父变星和超新星的宿主星系。它们用作测量天文距离和改进宇宙膨胀率的宇宙工具。

测量宇宙的膨胀率是哈勃太空望远镜在 1990 年发射时的主要目标之一。

在过去的 30 年里，太空天文台帮助科学家们发现并改进了这种加速速度，并发现了只有全新物理学才能解决的神秘皱纹。
哈勃观测到了 40 多个星系，其中包括脉动恒星以及称为超新星的爆炸恒星，以测量更大的宇宙距离。这两种现象都有助于天文学家标记天文距离，如英里标记，这些标记指出了膨胀率。
为了了解我们的宇宙膨胀的速度有多快，天文学家在 1998 年已经有了一个意想不到的发现：“暗能量”。这种现象就像一种神秘的排斥力，加速了膨胀速度。

还有另一个转折：在大爆炸之后，本地宇宙的膨胀率与遥远宇宙的膨胀率之间存在无法解释的差异。
科学家们不理解这种差异，但承认它很奇怪，可能需要新的物理学。

太空望远镜科学研究所的诺贝尔奖获得者、巴尔的摩约翰霍普金斯大学的杰出教授亚当·里斯说：“你正在从望远镜和宇宙英里标记的黄金标准中获得对宇宙膨胀率的最精确测量。”在一份声明中。
“这就是哈勃太空望远镜的目的，使用我们所知道的最好的技术来做到这一点。这可能是哈勃的代表作，因为哈勃的生命需要再过 30 年才能使这个样本量翻倍。”

这张 NGC 2525 星系的哈勃图像展示了星系左下方的明亮超新星。将近一年的时间，它消失得无影无踪。

数十年的观察

该望远镜以先驱天文学家埃德温·哈勃的名字命名，他在 1920 年代发现宇宙中遥远的云实际上是星系。（他于 1953 年去世。）
哈勃依靠天文学家亨丽埃塔·斯旺·莱维特 1912 年发现的称为造父变星的脉动恒星的亮度周期的工作。造父变星就像宇宙里程标记一样，在我们的银河系和其他星系中周期性地变亮和变暗。
哈勃的工作揭示了我们的星系是众多星系之一，永远改变了我们在宇宙中的观点和位置。这位天文学家继续他的工作，发现遥远的星系似乎在快速移动，这表明我们生活在一个以大爆炸开始的膨胀宇宙中。

对宇宙膨胀率的探测帮助获得了2011 年诺贝尔物理学奖，授予 Saul Perlmutter、Brian P. Schmidt 和 Riess “通过观测遥远的超新星发现宇宙加速膨胀”。
Riess 继续领导 SHOES（超新星 H0 的缩写），即暗能量状态方程，这是一项研究宇宙膨胀率的科学合作项目。他的团队正在《天体物理学杂志》上发表一篇论文，该论文提供了哈勃常数的最新更新，因为膨胀率是已知的。

天文学家结合了 2014 年拍摄的几张哈勃图像，创建了哈勃 1995 年标志性的“创造之柱”图像的升级视图。新图像显示了柱子的更广阔视野，这些柱子高约 5 光年。这些柱子是鹰状星云的一个小区域的一部分，距离地球约 6,500 光年。

未解决的分歧

测量遥远的物体创造了一个“宇宙距离阶梯”，可以帮助科学家更好地估计宇宙的年龄并了解它的基础。
使用哈勃望远镜的多个天文学家团队得出的哈勃常数值等于每秒每兆秒差距 73 正负 1 公里。（百万秒差距是一百万秒差距，或 326 万光年。）
“哈勃常数是一个非常特殊的数字。它可以用来从过去穿到现在，对我们对宇宙的理解进行端到端的测试。这需要大量的详细工作，”说加泰罗尼亚研究与高级研究所和巴塞罗那大学宇宙科学研究所的宇宙学家 Licia Verde 在一份声明中说。

哈勃拍摄了这张罕见的蓝色变星 AG Carinae 的照片，它位于银河系中，距离地球 20,000 光年，这颗恒星经历了几次爆炸，产生了独特的光环。

但根据天文学家利用宇宙标准宇宙学模型（一种暗示大爆炸组成部分的理论）和欧洲航天局普朗克的测量结果，实际预测的宇宙膨胀率比哈勃望远镜观测到的要慢2009 年至 2013 年的任务。
另一个太空天文台普朗克用于测量宇宙微波背景，或 138 亿年前大爆炸的剩余辐射。
普朗克任务科学家得出的哈勃常数为 67.5 正负 0.5 公里/秒/兆秒差距。

于 12 月发射的詹姆斯韦伯太空望远镜将能够以更清晰的分辨率和更远的距离观察哈勃的英里标记。