碰撞的中子星提供了一种测量宇宙膨胀的新

　　用于测量宇宙膨胀的两种方法的图示:左半球显示了第谷·布拉尼在1572年发现的超新星的膨胀残余，这是在X射线下观察到的(鸣谢:NASA/CXC/罗格斯/J.Warren & J.Hughes等人)。右边是在微波中观测到的来自半边天空的宇宙背景辐射图。鸣谢:uux.cn/NASA/WMAP科学团队

　　据尼尔斯·波尔研究所：近年来，天文学已经看到了自己的一点危机:虽然我们知道宇宙膨胀，虽然我们知道大约有多快，但测量这种膨胀的两种主要方法并不一致。现在，尼尔斯·波尔研究所的天体物理学家提出了一种新方法，可能有助于解决这种紧张关系。

　　自从100年前埃德温·哈勃和其他天文学家测量了一些周围星系的速度后，我们就知道了这一点。宇宙中的星系被这种膨胀带离彼此，因此彼此远离。

　　两个星系之间的距离越大，它们分开的速度越快，这种运动的精确速率是现代宇宙学中最基本的量之一。描述膨胀的数字被称为“哈勃常数”，出现在众多不同的宇宙方程和模型中。

　　哈勃问题

　　为了了解宇宙，我们必须尽可能精确地知道哈伯常数。有几种方法可以测量它；相互独立但幸运的是给出几乎相同结果的方法。

　　也就是差不多。原则上，直观上最容易理解的方法与埃德温·哈勃及其同事一个世纪前使用的方法相同:定位一群星系，并测量它们的距离和速度。实际上，这是通过寻找具有爆炸恒星的星系来实现的，所谓的超新星。这种方法由另一种分析所谓宇宙背景辐射中的不规则性的方法来补充；一种古老的光，可以追溯到宇宙大爆炸后不久。

　　这两种方法——超新星方法和背景辐射方法——给出的结果总是略有不同。但是，任何测量都有不确定性，几年前，不确定性相当大，我们可以将差异归咎于那些人。

　　然而，随着测量技术的改进，不确定性已经减少，我们现在已经到了一个点，我们可以非常自信地说，两者都不可能是正确的。

　　这个“哈勃问题”的根源——无论是未知的效应系统地偏向其中一个结果，还是它暗示了尚未发现的新物理——是目前天文学最热门的话题之一。

　　撞击中子星可能有助于找到答案

　　最大的挑战之一在于精确确定到星系的距离。但是在最近发表在《天文学与天体物理学》上的一项研究中，哥本哈根尼尔斯·玻尔研究所宇宙黎明中心天体物理学博士生艾伯特·斯奈朋提出了一种测量距离的新方法，从而有助于解决正在进行的争议。

　　“当两颗超致密中子星——它们本身就是超新星的残余——相互环绕并最终合并时，它们会发生新的爆炸；所谓的基洛诺瓦，”艾伯特·斯奈朋解释道。“我们最近展示了这种爆炸是如何显着对称的，事实证明这种对称不仅美丽，而且非常有用。”

　　在刚刚发表在《天体物理学杂志》上的第三项研究中，这位多产的博士生表明，尽管基洛诺瓦很复杂，但可以用一个温度来描述。事实证明，基洛诺瓦的对称性和简单性使天文学家能够准确推断出它们发出了多少光。

　　将这个光度与到达地球的光量进行比较，研究人员可以计算出kilonova有多远。他们由此获得了一种新的、独立的方法来计算到含有基洛诺瓦的星系的距离。

　　Darach Watson是宇宙黎明中心的副教授，也是这项研究的合着者。他解释说:“迄今为止，人们一直用超新星来测量星系的距离，但它们并不总是发出同样多的光。此外，他们首先要求我们使用另一种类型的恒星校准距离，即所谓的造父变星，这也必须进行校准。有了kilonovae，我们可以避开这些会在测量中引入不确定性的复杂因素。”

　　确认两种方法之一

　　为了展示其潜力，天体物理学家将该方法应用于2017年发现的基洛诺瓦。结果是一个更接近哈勃常数的背景辐射法，但基洛诺瓦方法是否能解决哈勃的麻烦，研究人员还不敢说明。

　　“到目前为止，我们只有这一个案例研究，在我们能够建立一个可靠的结果之前，我们需要更多的例子，”艾伯特·斯奈朋警告说。“但我们的方法至少绕过了一些已知的不确定性来源，是一个非常‘干净’的研究系统。它不需要校准，不需要校正系数。”