关于宇宙膨胀速度的分歧比以往任何时候都严重
测量它的两种主要方法仍然会产生两种不同的结果。
过去几年,宇宙学家们一直在努力解决一个难以攻克的难题。宇宙的膨胀率,也称为(H0)会根据测量方法(要么使用宇宙大爆炸的回声,要么使用恒星和星系)得出两个不同的值。研究人员现在提高了第二种方法的精度,这让紧张局势更加严重。
测量的关键要素之一是造父变星的校准。这些恒星的真实光度在规定的时间内波动,因此通过测量该周期和我们看到的亮度,可以计算出这些物体的距离。只要你知道远处灯泡的瓦数,你就可以做同样的事情。
使用造父变星的方法被称为宇宙距离阶梯,其估计值为每秒每百万秒差距 73 公里(一百万秒差距相当于 326 万光年)。这意味着,如果两个星系相距 1 百万秒差距,它们似乎以每秒 73 公里(45 英里)的速度相互远离。
“我们的研究证实了 73 公里/秒/Mpc 的膨胀率,但更重要的是,它还提供了造父变星作为迄今为止测量距离的工具的最精确、最可靠的校准,”洛桑联邦理工学院的资深作者理查德·安德森在一篇陈述。
通过使用根据欧洲航天局的普朗克太空望远镜的测量,膨胀率为 67.4 ± 0.5 千米/秒/百万秒。5.6 千米/秒/百万秒的差异可能意味着我们测量事物的方式存在问题,或者我们对宇宙的理解存在严重错误。
安德森解释说:“假设你想在山的两边挖一条隧道。如果你正确地理解了岩石的类型,并且你的计算正确,那么你挖的两个洞就会在中心相遇。但如果它们不相遇,那就意味着你犯了一个错误——要么是你的计算有误,要么是你对岩石类型的判断有误。”
“哈勃常数就是这样的。我们计算的准确性得到越多的证实,我们就越能得出结论:这种差异意味着我们对宇宙的理解是错误的,宇宙并不像我们想象的那样。”
新的校准之所以能够实现,要归功于另一座欧洲天文台盖亚的极其精确的测量。盖亚正在绘制银河系最详细的地图(最近还发现了离地球较近的望远镜通常距离我们较远(也就是说,距离地球较远),而这种精度对于提高哈勃张力的校准以及更接近地球的更好模型的校准至关重要。
“由于我们的测量结果非常精确,因此我们能够深入了解银河系的几何形状,”安德森研究小组的博士生、这项研究的主要作者毛里西奥·克鲁兹·雷耶斯 (Mauricio Cruz Reyes) 说道。“我们开发的高精度校准方法将让我们能够更好地确定银河系作为平盘星系的大小和形状,以及它与其他星系的距离。我们的工作还通过将盖亚数据与其他望远镜的数据进行比较,证实了数据的可靠性。”
该研究发表于天文学与天体物理学。