宇宙膨胀有多快？超乎你想象！

一项新的研究报告称，宇宙现在正以比预期快得多的速度膨胀，这表明天文学家们在解释宇宙运行机制的时候可能需要一些新的物理学知识。

根据这项新研究，修正后的宇宙膨胀速率，比根据观测宇宙大爆炸不久后的宇宙轨道所预测的膨胀率快10%左右。该研究还显著降低了这种差异属于巧合的概率，从3000分之一降至10万分之一。

这项研究的主要作者、巴尔的摩约翰霍普金斯大学的物理和天文学教授亚当·里斯(Adam Riess)在一份声明中说:“这种不匹配的现象一直在加剧，现在已经到了一个确实不可能再被视为侥幸的地步。”

里斯在2011年与布莱恩·施密特(Brian Schmidt)和索尔·珀尔马特(Saul Perlmutter)三人一起获得了诺贝尔物理学奖，因为他们在上世纪90年代末证明了宇宙正在加速膨胀。“这并不是我们所期望的结果，”里斯说，目前还不清楚是什么驱动了这种令人惊讶的加速，但许多天文学家认为这种现象与一种被称为暗能量的神秘斥力有关。

这张图展示了天文学家用来计算宇宙膨胀速率的三个基本步骤，得出的这个值被称为哈勃常数。所有的步骤都包括建立一个强大的“宇宙距离阶梯”，从测量到附近星系的精确距离开始，然后再测量越来越远的星系。这个“梯子”是一系列具有固有亮度的不同种类天体的测量数值，研究人员可以利用这些数值来计算天体之间的距离。来源：NASA，ESA，and A. Feild (STScI)

在这项新的研究中，里斯和他的同事们用哈勃太空望远镜研究了大麦哲伦星云(LMC，是银河系的卫星星系之一)中的70颗造父变星。造父变星以可预测的周期变暗变亮，因此是天文学家计算距离的“标准烛光”。

(另一种被称为1a型超新星恒星爆炸的标准烛光可以使科学家测量更远的太空距离，里斯、施密特和珀尔马特就是靠对1a型超新星的研究获得了诺贝尔奖。)

里斯和他的团队还纳入了南洋杉项目(Araucaria Project)的观察结果，南洋杉项目是由美国、欧洲和智利研究人员参与的一个合作项目，他们研究了各种LMC双星系统，并注意到当一颗恒星经过其邻近恒星时发生的亮度变暗情况。这项工作提供了额外的距离测量，帮助研究团队提高他们对造父变星固有亮度的理解。

研究人员利用所有这些信息来计算宇宙目前的膨胀率，即以美国天文学家埃德温·哈勃命名的“哈勃常数”。新的哈勃常数大约是每秒74.03(km/s)/Mpc，一百万秒差距(Mpc)大约是326万光年，即在每增加326万光年的距离上(或每过326万年)，星系远离地球的速度增大74.03千米每秒。

研究人员说，这个数字的不确定性仅为1.9%。这是迄今为止使用这种方法所得到的最低不确定值，低于2001年的10%和2009年的5%。

相比之下，我们“预计”的宇宙膨胀速度约为每秒67.4km/s)/Mpc。这个预测的速率是基于欧洲普朗克卫星对宇宙微波背景辐射的观测所得出的。

“这不仅仅是两个实验结果相矛盾，我们正在衡量根本就是两个完全不同的东西。

一种是测量我们今天所看到的宇宙的膨胀速度。另一种是基于早期宇宙的物理学和测量数据对宇宙膨胀速率进行的预测。”他补充道，“如果这两个数值不一致，那这就表明我们很有可能在联系这两个宇宙模型的时候遗漏了一些东西。”