我們對宇宙膨脹的認識，在現實面前總是慢半拍

老孫（綜合） 星空天文

　　

　　類星體HE0435-1223位於這張照片的正中央。在引力透鏡效應作用下，它在前方的星系周圍形成了4個幾乎均勻分佈的虛像。ESA / 哈勃太空望遠鏡 / NASA / Suyu等

　　宇宙的膨脹速度究竟有多快和人們對宇宙在根本上的認識密切相關。比如它直接影響到我們對宇宙基本成分——物質、暗物質、暗能量構成比例的認定。

　　宇宙的膨脹速度可以用一個數值——哈勃常數來表示。2015年普朗克衛星通過觀測宇宙微波背景獲得的哈勃常數值為66.93±0.62千米/（秒·百萬秒差距）。

　　自那以後，天文學家又通過各種不同的方法對哈勃常數進行了測量。結果發現，通過其它方法測得的哈勃常數都要高於普朗克衛星獲得的結果。2016年，一些天文學家運用哈勃望遠鏡數據得出的數值是73.24±1.74千米/（秒·百萬秒差距），明顯高於普朗克衛星的測量結果。

　　到目前為止，只有普朗克衛星獲得的結果與理論預期最接近，而用其它方法得到的哈勃常數都不符合已被廣為接受的理論模型，都要高於理論預期。也就是說，宇宙的膨脹速度可能比之前的預想要快。

　　最近，又有一些來自德國、中國台灣等地的天文學家利用引力透鏡現象，對哈勃常數進行了獨立測定，結果再一次表明，宇宙的膨脹速度高於預期。

　　

　　研究中涉及到的5個被前方星系產生的引力透鏡現象扭曲的類星體影像。ESA / 哈勃太空望遠鏡 / NASA / Suyu等

　　這些天文學家利用的是一種由大質量星系引起的「強引力透鏡現象」。來自遙遠類星體的光線在被這些星系的質量彎曲后，會在其周圍形成多個虛像或光弧。由於星系質量對空間的扭曲並非完美的球形，後方類星體、充當透鏡的大質量星系和地球觀測者的排列也並非在一條完美的直線上，形成後方類星體不同虛像的光線所行進的空間距離會稍有差異。與此同時，由於類星體的亮度會發生變化，在不同的時間點上，其影像會發生不同的閃爍，這種閃爍的間隔與光線行進的距離有關，也與哈勃常數有直接關聯。

　　這是一種較為簡潔的測量方法，只與幾何原理和廣義相對論有關。在對多個影像的閃爍間隔進行了精確的測量后，該科研小組得出哈勃常數的值為71.9±2.7千米/（秒·百萬秒差距）。

　　這一結果與天文學家利用造父變星和超新星測得的本地宇宙哈勃常數是一致的，但與普朗克衛星測得的早期宇宙哈勃常數有較大差距。而正如領導該項目的天文學家Sherry Suyu所言，這種差異表明「在我們對宇宙的已有認識背後，一定還隱藏著某種未知的奧秘。」