天文學(xué)家使用引力傳感來(lái)測(cè)量哈勃常數(shù)

來(lái)自國(guó)際H0LiCOW(COSMOGRAIL的Wellspring中的H0鏡頭)合作的天文學(xué)家對(duì)哈勃常數(shù)進(jìn)行了新的測(cè)量 - 一個(gè)描述宇宙膨脹速率的基本量- 并且它與不同的估計(jì)不相符相同的數(shù)字。這種差異可能暗示標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型之外的“新物理學(xué)”。

哈勃常數(shù)是描述我們宇宙的基本量之一。

“哈勃常數(shù)對(duì)于現(xiàn)代天文學(xué)至關(guān)重要，因?yàn)樗梢詭椭_認(rèn)或反駁我們的宇宙圖片 - 由暗能量，暗物質(zhì)和正常物質(zhì)組成 - 是否真的是正確的，或者我們是否遺漏了一些基本的東西，”博士說(shuō)。馬克斯普朗克天體物理研究所的Sherry Suyu，合作的首席研究員。

H0LiCOW團(tuán)隊(duì)使用NASA / ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和其他幾個(gè)太空和地面望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)五個(gè)星系，以便對(duì)恒定值進(jìn)行新的測(cè)量。

新結(jié)果完全獨(dú)立，并與當(dāng)?shù)赜钪嬷泄?shù)的其他測(cè)量值一致，測(cè)量值用作參考點(diǎn)造父變星和超新星。

然而，該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果以及造父變星和超新星的研究結(jié)果與先前由歐洲航天局的普朗克衛(wèi)星所做的研究結(jié)果不同 - 在后一種情況下，通過(guò)觀察宇宙微波背景，對(duì)早期宇宙進(jìn)行了哈勃常數(shù)的測(cè)量。(CMB)。

雖然普朗克測(cè)量符合我們目前對(duì)宇宙的理解，但是當(dāng)?shù)赜钪娴臏y(cè)量結(jié)果不同意當(dāng)前公認(rèn)的宇宙理論模型。

“ 宇宙的擴(kuò)張速度現(xiàn)在開(kāi)始以不同的方式進(jìn)行測(cè)量，具有如此高的精度，以至于實(shí)際的差異可能指向超出我們目前對(duì)宇宙知識(shí)的新物理學(xué)，”Suyu博士說(shuō)。

該研究的目標(biāo)是位于地球和非常遙遠(yuǎn)的類星體之間的大質(zhì)量星系 - 令人難以置信的發(fā)光星系核心。

由于強(qiáng)引力透鏡，來(lái)自類星體的光線圍繞巨大的星系團(tuán)圍繞著彎曲。這會(huì)創(chuàng)建背景類星體的多個(gè)圖像，有些會(huì)被涂抹成延伸的弧形。

由于星系不會(huì)在空間結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生完美的球形扭曲，并且透鏡星系和類星體不完全對(duì)齊，因此來(lái)自背景類星體的不同圖像的光遵循具有略微不同長(zhǎng)度的路徑。

由于類星體的亮度隨時(shí)間而變化，天文學(xué)家可以看到不同的圖像在不同的時(shí)間閃爍，它們之間的延遲取決于光線所經(jīng)過(guò)的路徑的長(zhǎng)度。

這些延遲與哈勃常數(shù)的值直接相關(guān)。

H0LiCOW的哈勃常數(shù)估計(jì)值為每秒百萬(wàn)分之71.9±2.7 km，精確到3.8%。

“為了達(dá)到這個(gè)準(zhǔn)確度，我們甚至在分析中考慮了所有其他附近星系的透鏡效應(yīng)，”來(lái)自Excellence Cluster Universe的團(tuán)隊(duì)成員Stefan Hilbert博士說(shuō)。

“對(duì)哈勃常數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量是當(dāng)今宇宙學(xué)研究中最受歡迎的獎(jiǎng)項(xiàng)之一，”來(lái)自瑞士EPFL的團(tuán)隊(duì)成員Vivien Bonvin博士補(bǔ)充說(shuō)。

“利用類星體的透鏡圖像之間的時(shí)間延遲來(lái)測(cè)量哈勃常數(shù)的想法已經(jīng)存在了50多年，但是由于我們的合作努力，最近這種測(cè)量才成為可能。下一個(gè)目標(biāo)是增加用于分析的鏡頭數(shù)量，“來(lái)自Kavli宇宙物理和數(shù)學(xué)研究所的團(tuán)隊(duì)成員Alessandro Sonnenfeld博士說(shuō)。

“新的強(qiáng)大透鏡觀察結(jié)果加強(qiáng)了哈勃常數(shù)的局部和CMB測(cè)量之間的緊張關(guān)系，”來(lái)自EPFL的團(tuán)隊(duì)成員Frederic Courbin博士說(shuō)。

“緊張局勢(shì)可能是由標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型之外的新物理引起的，尤其是暗能量的新形式。”