我们是怎么到这里的？我们要去哪里？需要多长时间？这些问题与人类本身一样古老，而且，如果宇宙其他地方的其他物种已经问过这些问题，那么它们的历史可能要早得多。
它们也是我们在宇宙研究（称为宇宙学）中试图回答的一些基本问题。一个宇宙学难题是宇宙膨胀的速度有多快，这是通过一个称为。周围有相当紧张的气氛。
在我明尼苏达大学的同事帕特里克·凯利领导的两篇新论文中，我们成功地使用了一种新技术来测量哈勃常数，该技术涉及来自一颗爆炸恒星的光，该恒星通过膨胀宇宙的多条蜿蜒路线到达地球。论文发表于科学 和天体物理学杂志。
如果我们的结果不能完全解决紧张局势，它们确实给我们提供了另一条线索——以及更多需要提出的问题。
标准蜡烛和膨胀的宇宙
自 20 世纪 20 年代以来，我们就知道宇宙正在膨胀。
1908 年左右，美国天文学家亨利埃塔·莱维特 (Henrietta Leavitt) 找到了一种测量造父变星恒星内在亮度的方法，测量的不是它们从地球上看起来有多亮，这取决于距离和其他因素，而是测量它们的实际亮度。造父变星在有规律的周期中变得越来越亮和越来越暗，莱维特表明内在亮度与这个周期的长度有关。
现在被称为莱维特定律，让科学家可以将造父变星用作“标准烛光”：其固有亮度已知，因此可以计算其距离的物体。
这是如何运作的？想象一下，现在是晚上，您站在一条又长又黑的街道上，路边只有几根灯杆。现在想象每个灯杆都有相同类型、相同功率的灯泡。您会注意到远处的物体比附近的物体显得更暗。
我们知道，光的衰减与其距离成正比，这就是光的平方反比定律。现在，如果您可以测量每盏灯对您来说有多亮，并且您已经知道它应该有多亮，那么您就可以算出每根灯杆的距离。
1929 年，另一位美国天文学家埃德温·哈勃 (Edwin Hubble) 在其他星系中发现了许多此类造父变星并测量了它们的距离，根据这些距离和其他测量结果，他可以确定宇宙正在膨胀。
不同的方法给出不同的结果
这种标准蜡烛法非常强大，可以让我们测量浩瀚的宇宙。我们一直在寻找可以更好地测量并在更远的距离看到的不同蜡烛。
最近一些测量距离地球更远的宇宙的努力，比如我参与的由诺贝尔奖获得者 Adam Riess 领导的 SH0ES 项目，使用了造父变星和一种称为 Ia 型超新星的爆炸恒星，它也可以用作标准蜡烛。
还有其他方法来测量哈勃常数，例如使用– 遗迹光或辐射在宇宙诞生后不久就开始穿过宇宙。
问题在于，这两项测量结果（一项在附近使用超新星和造父变星，另一项在更远的地方使用微波背景）相差近 10%。天文学家将这种差异称为哈勃张力，并一直在寻找新的测量技术来解决它。
一种新方法：引力透镜
在我们的新工作中，我们成功地使用了一种新技术来测量宇宙的膨胀率。该作品以一颗名为 Supernova Refsdal 的超新星为基础。
2014 年，我们的团队发现了同一颗超新星的多张图像——这是第一次观察到这样的“透镜”超新星。哈勃太空望远镜没有看到一颗超新星，我们看到了五颗！
这是怎么发生的？超新星发出的光向各个方向发出，但它穿过被巨大星系团的巨大引力场扭曲的空间，这些星系团弯曲了一些光的路径，最终通过多条路线到达地球。每一次超新星的出现都是沿着宇宙的不同路径到达我们身边的。
想象一下三列火车同时离开同一个车站。然而，一个直接前往下一站，另一个则穿越山脉，另一个则经过海岸。他们都在相同的车站出发和到达，但行程不同，因此虽然他们同时出发，但到达的时间却不同。
因此，我们的镜头图像显示了相同的超新星，它在某个时间点爆炸，但每张图像都走了不同的路径。通过观察每次出现的超新星到达地球的情况（其中一次发生在 2015 年，当时爆炸的恒星已经被发现），我们能够测量它们的传播时间，从而测量出图像拍摄时宇宙增长了多少。正在运输途中。
我们到了吗？
这为我们提供了一种不同但独特的宇宙增长测量方法。在论文中，我们发现这种测量更接近宇宙微波背景测量，而不是附近的造父变星和超新星测量。不过，根据它的位置，它应该更接近造父变星和超新星测量。
虽然这根本不能解决争论，但它给了我们另一个值得思考的线索。超新星值可能存在问题，或者我们对星系团和适用于透镜效应的模型的理解存在问题，或者完全是其他问题。
就像公路旅行时坐在汽车后座的孩子们问“我们到了吗”一样，我们仍然不知道。
