新的测量可以解释宇宙膨胀率测量中的根本分歧？造父变星是什么

　　新数据表明：可以解释宇宙膨胀率测量中的根本分歧。在一篇新论文中，这个困境的主要参与者查看了可用信息并得出结论，最好的观察结果可能表明：我们对宇宙如何随时间增长的标准图景取得了胜利。

　　科学家们知道宇宙正在膨胀，但十年来一直不同意这个过程发生的速度。使用宇宙微波背景 （CMB）（宇宙大爆炸后不久留下的光）的数据表明，测量这种膨胀的哈勃常数值应为每百万光年约 46,200 英里/小时，即 67.4 公里每秒每兆秒差距，以宇宙学家的单位表示。（一兆秒差距等于 326 万光年。）

　　然而，在附近宇宙中的恒星上训练的望远镜却提出了每百万光年 50,400 英里/小时（73.4 公里/秒/ Mpc）的哈勃常数测量值。这两个数字并没有什么不同，但每个数字都非常精确，并且无法相互协调。

　　这两个数字之间的紧张关系一直是研究人员头疼的问题，一些人认为这种差异要求他们推翻他们偏爱的宇宙模型，这解释了像星系团这样的巨大宇宙结构是如何从大宇宙黎明开始出现和演化的。时间。或许，研究人员想知道，超越我们目前所知的新物理学可以用来弥合这一差距。

　　“我认为这是一个非常有趣的问题，有没有超越标准宇宙学模型的新物理学？”芝加哥大学的宇宙学家温迪弗里德曼告诉 Live Science。

　　弗里德曼的大部分职业生涯都在观察所谓的造父变星。这些有规律脉动的恒星，其光的波动周期与其内在亮度之间存在关系，这意味着如果我们站在它们旁边，它们会有多亮。通过了解从地球上看到的这种内在亮度和造父变星的光度，天文学家可以计算出它与我们的距离，然后测量宇宙在空间中那个点膨胀的速度。

　　造父变星数据是哈勃常数更高值的关键之一，但弗里德曼和她的合作者一直怀疑他们是否在观测中犯了系统性错误。他们长期以来一直在寻找独立的方法来证实或质疑他们的结果。

　　几年前，她和她的同事在巨大的红星光下找到了一种方法。这些天体代表了质量与太阳相似的恒星的生命后期阶段，在它们演化的某个时刻达到了特定的峰值亮度。就像造父变星一样，天文学家可以通过观察它们从地球上看起来有多暗来很好地估计它们的距离。

　　2019 年，弗里德曼和她的团队为哈勃常数提供了一个介于其他两个测量值之间的数字：每百万光年 47,300 英里/小时（69.8 公里/秒/Mpc）。该结果是使用大麦哲伦星云中的巨型红星校准的，麦哲伦星云是一个围绕银河系运行的矮星系，它与我们的距离相对确定。

　　从那以后，研究人员添加了更多数据点，校准了其他三个星系和空间区域中巨红星的距离，从而提高了哈勃常数测量的精度。这些发现基本上与中间估计值相同，出现在6 月 29 日发表在预印本数据库arXiv上的一篇论文中，该论文已被《天体物理学杂志》接受发表。

　　“它降落在同一个地方，略低于 70 [km/s/Mpc]，不确定性略高于 2％。”弗里德曼谈到来自红巨星的新哈勃常数估计时说。“如果我们将这些结果与 CMB 进行比较，我们不会说存在问题。”

　　弗里德曼说：“这些最新的红巨星测量表明造父变星观测中存在系统错误的可能性。”她补充说：“遮挡来自宇宙的尘埃和背景光是一些可能的罪魁祸首，尽管要真正发现情况是否如此还需要时间。”

　　“我对这项工作和细节印象深刻。”加利福尼亚州斯坦福大学的宇宙学家 Simon Birrer 告诉 Live Science，他没有参与这项研究。他补充说：“这篇论文确实突出了红巨星观测的具体优势。”

　　但是，作为研究大规模星系如何扭曲光以提供另一种独立的哈勃常数测量的团队的一员，比雷尔认为这个传奇还没有结束。“这是紧张局势结束的开始吗？我们仍在努力。”他说。

　　天文学家现在已经提供了许多不同的宇宙膨胀估计，其中一些同意，一些不同意。Birrer 说：“每个团队都在努力提供他们可以提供的最佳准确性，但仍不清楚找出哪些可能包含最终答案。”

　　弗里德曼表示同意，称她和她的同事最近已获准使用即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜观测造父变星和红巨星。这些观测应该有助于清除一些剩余的系统不确定性，并有望更接近哈勃常数的真实值。