好消息是：天文學家對宇宙自大爆炸以來的膨脹速度做出了迄今爲止最精確的測量。

但這可能也是一個令人不安的消息：新的數據仍然與獨立測量早期宇宙膨脹的數據不一致，這可能意味着宇宙的構成有一些未知的東西。

在太空深處發生了什麼難以預料的事情嗎？

諾貝爾獎獲得者亞當·里斯指出：團隊真的在努力理解這種差異的意義。

里斯帶領一組研究人員使用哈勃太空望遠鏡測量宇宙的膨脹速度。2011年，他因發現加速宇宙而獲得諾貝爾獎。這個團隊包括霍普金斯大學和太空望遠鏡科學研究所的研究人員，在過去六年裏使用哈勃太空望遠鏡精確測量了到星系的距離，使用恆星作爲里程碑標記。這些測量被用來計算宇宙隨時間膨脹的速度，這個值被稱爲哈勃常數。

歐洲航天局普朗克衛星測繪的宇宙微波背景圖，哈勃常數現在應該是42英里(67公里)每秒百萬秒差距(330萬光年)，並且不可能超過43英里(69公里)每秒百萬秒差距。這意味着，每隔330萬光年，一個星系遠離地球的速度增大42英里(67公里)每秒。但里斯的團隊研究小組測得的值爲45英里(73公里)每秒百萬秒差距，表明星系的運動速度比觀測早期宇宙所暗示的要快。

哈勃數據非常精確，以至於天文學家不能將這兩個結果之間的差距視爲任何一種測量或方法的誤差。里斯解釋說：這兩種結果都經過了多種方式的測試。除了一系列不相關的錯誤外，這越來越有可能這不是一個錯誤，而是宇宙的一個特徵。

解釋這個令人煩惱的差異。

里斯概述了幾個可能出現這種差異的解釋，這些解釋都與黑暗籠罩的95％的宇宙有關。一種可能性是，已知正在加速宇宙的暗能量，可能正以更大或越來越強的力量將星系推開。這意味着加速度本身在宇宙中可能沒有恆定值，隨着時間的推移而變化。

另一個想法是，宇宙包含一個新的亞原子粒子，它的運動速度接近光速。這種快速粒子統稱爲“暗輻射”，包括以前已知的粒子，如中微子，它們是在覈反應和放射性衰變中產生的。與通過亞原子力相互作用的正常中微子不同，這種新粒子只受引力影響，被稱爲“惰性中微子”。

另一種有吸引力的可能性是暗物質--一種無形的物質，不是由質子、中子和電子組成的--與正常物質或輻射的相互作用比先前所設想的要強。

任何這些情況都會改變早期宇宙的所含之物，導致理論模型的不一致。這些不一致會導致哈勃常數的值不正確，這是從年輕宇宙的觀測推斷出來的。這個數值將與哈勃觀測得出的數值不一致。

里斯和他的同事們對這個令人煩惱的問題還沒有任何答案，但是他的團隊將繼續致力於微調宇宙的膨脹速度。到目前爲止，這個被稱爲超新星H0狀態方程（Supernova H0 for the Equation of State）稱爲SH0ES，將不確定性降低到了2.3%。

建立更好的標準。

該團隊通過簡化和加強宇宙距離梯的結構，該團隊成功地完善了哈勃恆定值，這是一系列相互關聯的測量技術，使天文學家能夠測量數十億光年的距離。

天文學家不能用捲尺測量星系之間的距離，相反，他們使用特殊類別的恆星和超新星作爲宇宙尺度或里程碑標記來精確測量星系距離。

用於測量較短距離的最可靠的方法之一是造父變星，它們是以特定速率明亮和暗淡的脈動恆星。一些遙遠的星系包含另一個可靠的尺度，即被稱爲Ia型超新星的爆炸恆星，它們具有均勻的亮度，亮度足夠，可以從相對較遠的地方看到。天文學家利用一種叫做視差的幾何學的基本工具，可以測量由於觀察者視角變化而引起的物體位置的明顯偏移，天文學家可以測量與這些天體的距離，而與其亮度無關。

之前的哈勃望遠鏡研究了10顆快速閃爍的造父變星，位於距地球300光年到1600光年處。哈勃最新的結果是基於對我們銀河系中8個新分析的造父星的視差的測量得出的，這些造父星位於距離地球6000到12000光年之間，距離我們之前研究過的任何星系都要遠10倍。

爲了用哈勃測量視差，里斯的團隊必須測量由於地球圍繞太陽的運動而產生的明顯的微小擺動。這些晃動只有望遠鏡相機上單個像素的1/100那麼大，大致相當於100英里(160公里)外看到的沙粒的表面大小。

爲確保測量的準確性，天文學家開發出了一種巧妙的方法，這種方法在1990年哈勃望遠鏡發射時並未被設想出來。研究人員發明了一種掃描技術，在這一技術中，望遠鏡每六個月每分鐘測量一顆恆星的位置一千次，爲期四年。望遠鏡慢慢地掠過一個恆星目標，捕捉到的圖像就像一道亮光。

里斯說：“該方法允許重複測量視差引起的極微小位移。你正在測量兩顆恆星之間的距離，不僅在相機上的一個地方，而且超過數千次，減少了測量中的錯誤。”

里斯的團隊比較了星系相對於地球的距離和由後退的星系發出的光線所測量的空間膨脹，並利用每個距離處的星系表觀向外速度來計算哈勃常數。他們的目標是進一步減少不確定性，利用哈勃和歐洲航天局的蓋亞空間觀測站的數據，該天文臺將以前所未有的精度測量恆星的位置和距離。

一句話：測量宇宙膨脹率的科學家們說，他們的新數據與獨立測量早期宇宙膨脹的數據不一致，這可能意味着宇宙的構成有某種未知之處。

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