大麦哲伦云是银河系的卫星星系，环绕我们的银河系，距离地球近20万光年。当银河系的引力轻轻拉动大麦哲伦星云中的气体云时，这些气体云坍缩形成新的恒星，如同五彩缤纷的万花筒，从而照亮了大麦哲伦星云。照片由美国宇航局，欧空局。鸣谢:乔希·莱克
1997年2月，发现号航天飞机上的宇航员在与轨道上的望远镜分离后拍摄了这张哈勃太空望远镜空的照片。美国宇航局拍摄的照片
据《国家地理》报道(作者迈克尔·格雷什科，编译邱延伦):哈勃常数是宇宙学中最重要的数字之一，但科学家最近发现的最新证据让哈勃常数之谜更加扑朔迷离。
最新的证据表明，目前宇宙的膨胀速度比早期要快。这种差异让科学家们想知道宇宙中哪种力量可能导致这样的结果。如果这一发现得到证实——宇宙的膨胀速度比预期快9%，那么我们对宇宙的基本认识可能要修正了。
哈勃常数是衡量宇宙年龄和膨胀速度的关键指标，但这个数字长期以来充满争议。近日，发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文发表了关于哈勃常数的最新研究成果。
近年来，许多研究表明，即使考虑到其他神秘的宇宙力，如暗能量，从早期宇宙的微弱余辉(所谓的宇宙微波背景)测得的哈勃常数与从银河系中遥远的年轻恒星估计的哈勃常数是不同的。
这篇论文的主要作者是约翰霍普金斯大学的天文学家亚当·里斯(Adam Riess)，他因发现暗能量而获得了2011年诺贝尔物理学奖。他说，“宇宙膨胀的速度比我们预期的要快，这实在令人费解。」
有人认为存在这样的差异是因为数据不完整，或者一些系统误差导致结果的偏差。然而，里斯和他的同事们表示，根据哈勃太空望远镜空对宇宙相邻区域的最新测量结果，这种不一致性不仅成立，而且比之前的更大。
在这项最新研究中，里斯团队测得的哈勃常数为74.03±1.42千米/秒/百万秒差距，与之前的数字不符。根据欧洲航天局的普朗克望远镜，测量宇宙微波背景的最佳仪器，科学家得到的哈勃常数的最佳估计值是67.4±0.5千米/秒/百万秒差距。从统计学的角度来看，两个结果相差约4.4个标准差。换句话说，这种差异纯属偶然，只有十万分之一。
里斯说，“打个比喻，这就像我们测量两岁儿童的身高，并试图估计他们长大后会有多高。等孩子长大了，我们再量身高。如果结果超出预期，我们会有点迷茫，说明我们对孩子的成长过程还是不太了解。」
测量宇宙
科学家根据恒星的运动来计算哈勃常数，从而知道宇宙的膨胀速度。这需要知道两种数据:恒星离我们有多远，它离我们的移动速度有多快。
天文学家观察恒星发出的光的变化来测量恒星和我们之间的相对速度。此外，天文学家还会使用各种工具来测量恒星与我们之间的距离，比如简单的几何关系或者仔细观察一颗叫做造父变星的恒星。造父变星的亮度会有规律地变亮变暗，亮度脉动的周期与恒星的整体亮度密切相关:恒星越亮，亮度脉动的周期越慢。
天文学家把造父变星的周期-光度关系作为宇宙的标尺。我们可以测量造父变星的亮度脉动频率，计算恒星的发光强度。然后通过比较恒星的绝对亮度和我们看到的恒星亮度，就可以知道恒星离我们有多远。我们还可以将这种方法与某种类型的恒星爆炸观测结合起来，测量宇宙中更深更远的距离。
多年来，天文学家一直在尝试校准各种测量数据，试图让这把“宇宙尺子”更加精确。在这项研究中，Reese的团队使用哈勃太空望远镜空观测了我们星系的不规则卫星星系大麦哲伦星云中的70个造父变星。他们可以使用这些新数据来更准确地估计我们和大麦哲伦星云之间的距离，这个数字将使他们能够更准确地推导出哈勃常数。
另一种测量方法
如果宇宙的膨胀真的比我们预期的要快，那么某种新的物理现象必然会提供额外的加速力。暗能量加速宇宙膨胀的能力是否比我们想象的更强大？还是暗物质比我们想象的更复杂？还是宇宙中存在一些看不见的粒子，比如只通过引力与其他物质相互作用的“惰性中微子”？
如果我们对宇宙的理解确实存在不一致性，那么我们可能需要另一种方法来独立估计哈勃常数――而这种方法最近才得到证实。2017年，科学家发现了重力波的时间空波纹，以及两颗碰撞的中子星发出的光。这一历史性的观察使天文学家能够独立估计哈勃常数。到目前为止，这个数值正好介于普朗克望远镜和宇宙尺得到的数值之间。
然而，使用重力波等“标准哨声”事件来测量宇宙膨胀的有效性取决于LIGO等重力波探测器观测到的中子星事件的数量。到目前为止，天文学家只确认了一个事件――但是在4月25日早上，LIGO可能发现了另一个中子星碰撞事件。但是在浩瀚的天空中确认重力波的来源空是一件非常具有挑战性的事情，这使得后续的望远镜观测更加复杂。
与此同时，Riise和世界各地的天文学家都在努力使哈勃常数的测量更加精确，因为即使是很小的差异也可能是解开宇宙运行之谜的重要新线索。
“如果不确定性是百分之一或百分之二，即使是百分之九的差异也是一个大问题。”我们有一种感觉，宇宙仍然在告诉我们它是多么美好，”里斯说。」
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