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【星系“全员加速中”的退行超出预期】
通过哈勃太空望远镜的观测数据发现 ， 宇宙膨胀的速度比科学家过去的预期更快 ， 宇宙膨胀的速度比以往的预期高出了5%到9% ， 天文团队的领队、太空望远镜科学研究所和约翰·霍普金斯大学的研究员、诺贝尔奖获得者亚当·里斯解释说 ， 这一令人惊奇的发现展示了一个重要线索 ， 加深了人们对宇宙中某种神秘成分的理解 ， 科学家相信 ， 暗能量、暗物质和暗辐射占到了宇宙所有组成的95% ， 但它们“躲避”了科学家探知的触角 。 太空望远镜科学研究所和约翰·霍普金斯大学位于马里兰州的巴尔的摩 ， 《天体物理学杂志》刊登了里斯天文团队的科研成果 。
天文团队的发现将目前的宇宙膨胀率调整到前所未有的精确性 ， 不确定性因素降低到了仅为2.4% ， 通过开发创新的技术 ， 达到了更高的精确度 ， 通过创新技术的应用 ， 天文团队实现了对遥远星系的距离进行测量的高精度 。 他们选择的星系对象包括了两类——造父变星和 Ia类超新星 ， 它们是天文学界公认的标准烛光 。
造父变星的真实亮度出现了周期性脉动的光变 ， 天文学家在地球上看见了它们的视亮度或表观亮度 ， 通过比较造父变星的真实亮度和表观亮度 ， 天文学家准确地计算出它们的距离 。 Ia类超新星也是天文学家经常使用的一种宇宙标尺 ， 超新星是“垂死挣扎”的爆炸恒星 ， 它们发出了亮度一致性的闪耀 ， 拥有足够耀眼的光度 ， 人们在相对遥远的距离上可以看见它们 。
天文团队在19个星系中测量了大约2400颗造父变星 ， 在遥远星系中准确地测量了300颗Ia 类超新星的真实亮度 ， 计算了它们的距离 ， 他们比较了空间距离被拉长的膨胀数据 ， 星系在退行中拉长了它们发出的光线 。 他们使用了测定距离的两种方法 ， 计算了哈勃常数概念的宇宙膨胀速度 ， 修正之后的哈勃常数为每秒每百万秒差距73.2公里 ， 一个百万秒差距为326万光年 ， 最新测定的哈勃常数表明 ， 宇宙天体之间的距离在下一个98亿年将会增加一倍 。
里斯解释说 ， 人们知道了宇宙最初的物质数量 ， 其中包括了暗能量和暗物质 ， 只要使用正确的物理学运算法则 ， 以宇宙大爆炸时刻的测量参数为依据 ， 人们就可以预测今日宇宙的膨胀速率 ， 但人们对宇宙最初参数和宇宙物理学的解释有一定的差异 ， 对今日宇宙的哈勃常数出现了不同的计算结果 。 可以将 WMAP和普朗克卫星测定的宇宙膨胀率数据进行对比 ， 而哈勃太空望远镜测定的膨胀率则在以上两种测定结果之间搭建了连通的桥梁 。 人们在遥远的太空获得了早期宇宙微波背景辐射的观测结果 ， 而里斯的天文团队在近太空得到了哈勃卫星的测量数据 。
对宇宙膨胀的过量速率有几种可能的解释 ， 一种解释与暗能量的作用有关 ， 它是驱动宇宙加速膨胀的某种未知力量 ， 暗能量以比人们以往的预期更大的力量推动了星系的相互分离 ， 暗能量强度可能随时间的流逝不断增大 。 一种解释与粒子物理学的模型有关 ， 早期宇宙也许包含一种新型的亚原子粒子 ， 它们飞驰的速度接近了光速 ， 高速飞驰的粒子在整体上被归为“暗辐射” ， 其中包括了人们已知的中微子之类的粒子 。 从额外的暗辐射源释放了更多的能量 ， 这使得过去的最好预测出现了偏离 ， 今日宇宙从大爆炸开始以来达到了现有的膨胀率 。
宇宙膨胀率的上升可能意味着暗物质存在某种怪异、过去未有预期的特征 。 暗物质成为了宇宙结构的“骨架” ， 星系结构在暗物质的框架中搭建而成 ， 从而形成了人们今日看到的大尺度宇宙结构 。 宇宙膨胀的更高速率也许提醒了天文学家 ， 爱因斯坦的引力理论存在某种漏洞 ， 需要修正到完备的程度 。 在宇宙历史上 ， 暗能量在推开和拉近空间尺度上发挥了主要作用 ， 对空间收缩和膨胀的测量就显得十分重要 ， 但人们对暗能量的作用知道得很少 。
天文团队使用了哈勃敏锐眼光宽场域照相机3 (WFC3)和超新星H0状态方程式（SH0ES） ， 对哈勃望远镜的观测结果进行了计算 ， 进一步减少了哈勃常数值的不确定性 ， 天文团队的理论目标是达到一个不确定性值仅为1%的精确度 。 科学家目前使用的望远镜包括欧洲航天局的盖亚卫星 ， 未来将使用新一代的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)和宽场域红外线太空望远镜(WFIRST) ， 这将帮助天文学家获得有关宇宙膨胀率的更好数据 。
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