這是宇宙學(xué)上的主要爭論之一：宇宙正在膨脹，但它的速度有多快？這兩種可用的測量方法得出了不同的結(jié)果。萊頓物理學(xué)家戴維·哈維(David Harvey)使用了第三種獨(dú)立的測量方法，使用愛因斯坦預(yù)測的星系的光畸變特性。他在"皇家天文學(xué)會月刊"(Journal of the Royal天文學(xué)會)上發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。

近一個(gè)世紀(jì)以來，我們一直在談?wù)撚钪娴呐蛎洝Ｌ煳膶W(xué)家指出，來自遙遠(yuǎn)星系的光波波長低于附近星系的波長。光波似乎被拉伸，或呈紅色，這意味著這些遙遠(yuǎn)的星系正在移動(dòng)。

這種膨脹速率可以被稱為哈勃常數(shù)。一些超新星或爆炸性恒星的亮度很容易理解。這讓他們能夠估算出它們與地球的距離，并將其與紅移或速度聯(lián)系起來。對于每兆字節(jié)的秒距(每秒3.3光年)，星系從我們身邊撤退的速度以每秒73公里的速度增長。

愛因斯坦

然而，宇宙微波背景的測量(早期宇宙中仍然存在的光)正變得越來越精確，從而產(chǎn)生了一個(gè)不同的哈勃常數(shù)：每秒約67公里。

不可能？為什么會有所不同？這種差異能告訴我們有關(guān)宇宙和物理學(xué)的任何新消息嗎？萊頓物理學(xué)家大衛(wèi)·哈維(David Harvey)說："這就是為什么存在第三種獨(dú)立于其他兩種測量方法的方法：引力透鏡。

阿爾伯特？愛因斯坦(阿爾伯特？愛因斯坦)的廣義相對論預(yù)言，像銀河系這樣的質(zhì)量濃度可以像透鏡一樣彎曲光的路徑。當(dāng)銀河系在明亮光源前面時(shí)，光會圍繞著它彎曲，可以以不同的路徑到達(dá)地球，提供兩張或四張相同光源的圖像。

紅日

1964年，挪威天體物理學(xué)家SjurRefsdal遇到了一個(gè)"ha"時(shí)刻：當(dāng)透鏡星系有點(diǎn)偏心時(shí)，其中一條路線比另一條路線長。這意味著光穿過路徑需要更長的時(shí)間。因此，當(dāng)類星體的亮度發(fā)生變化時(shí)，在一幅圖像中，散斑會在另一張圖像中出現(xiàn)。區(qū)別可能是幾天，甚至幾周甚至幾個(gè)月。

Refsdal指出，這種時(shí)間差也可以用來確定離類星體和透鏡的距離。通過將它們與類星體的紅移進(jìn)行比較，哈勃常數(shù)可以獨(dú)立測量。

HoliCOW項(xiàng)目下的一項(xiàng)研究使用了其中六個(gè)鏡頭，將哈勃常數(shù)降至大約73。然而，存在一些復(fù)雜性：除了距離差之外，前景星系的質(zhì)量也有延遲效應(yīng)，這取決于精度。"質(zhì)量分布。"你必須對這種分布進(jìn)行建模，但仍有很多未知因素，"哈維說。這種不確定性限制了這項(xiàng)技術(shù)的準(zhǔn)確性。

想象整個(gè)天空

當(dāng)新的雙筒望遠(yuǎn)鏡于2021年首次在智利點(diǎn)燃時(shí)，這種情況可能會改變。盧賓別墅天文臺致力于每隔幾個(gè)晚上對整個(gè)天空進(jìn)行成像，并預(yù)計(jì)將拍攝數(shù)千個(gè)雙類星體，從而有機(jī)會降低哈勃常數(shù)，甚至進(jìn)一步降低哈勃常數(shù)。

哈維說："問題是不可能對所有這些前景星系分別建模。因此，哈維設(shè)計(jì)了一種方法來計(jì)算多達(dá)1000個(gè)鏡頭的總分布的平均效果。

在這種情況下，引力透鏡的奇異性并不重要，你不必模擬所有的透鏡。你只需要確保你為所有的人建模。"哈維說。

在本文中，我已經(jīng)證明了，當(dāng)你接近數(shù)千顆類星體時(shí)，哈勃常數(shù)閾值有2%的誤差。

這一誤差范圍將允許在多個(gè)哈勃常數(shù)候選人之間進(jìn)行有意義的比較，并有助于理解差異。"如果你想要小于2%，你必須通過做更好的模擬來改進(jìn)模型。我猜是可能的。