在宇宙學(xué)領(lǐng)域,，有一個(gè)數(shù)字引發(fā)了巨大的爭(zhēng)議,，這個(gè)數(shù)字就是哈勃常數(shù)（H?），它決定了我們的宇宙究竟膨脹得有多快,。然而,，兩種主要被用來(lái)測(cè)量哈勃常數(shù)的方法，卻產(chǎn)生了不盡相同的結(jié)果,。

現(xiàn)在,，一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》和《天體物理學(xué)雜志》上發(fā)表了兩篇新的論文，描述了他們采用一種新的方法測(cè)量了哈勃常數(shù),。這種方法涉及到由一顆爆炸的恒星發(fā)出的光在抵達(dá)地球前,，在膨脹的宇宙中經(jīng)歷了多條蜿蜒的路徑。

新研究所測(cè)得的哈勃常數(shù)結(jié)果為66.6km/s/Mpc（Mpc是百萬(wàn)差距秒,，這個(gè)數(shù)值意味著距離地球百萬(wàn)秒差距的星系正在以66.6km/s的速度遠(yuǎn)離我們）,，這一結(jié)果與兩種主要方法中的其中一種非常接近。

這是否意味著,，爭(zhēng)論已經(jīng)解決,？或許答案沒(méi)有這么簡(jiǎn)單,，要回答這個(gè)問(wèn)題，讓我們從上世紀(jì)初開(kāi)始說(shuō)起,。

  標(biāo)準(zhǔn)燭光與膨脹的宇宙  

大約在1908年,，天文學(xué)家亨麗愛(ài)塔·勒維特（Henrietta Leavitt）發(fā)現(xiàn)了一種測(cè)量造父變星的內(nèi)稟亮度的方法。造父變星的亮度會(huì)呈規(guī)律的周期變化,，勒維特指出其內(nèi)稟亮度與這個(gè)周期的長(zhǎng)度有關(guān),。

根據(jù)勒維特發(fā)現(xiàn)的定律，科學(xué)家使用造父變星作為“標(biāo)準(zhǔn)燭光”,。這是一些已知內(nèi)稟亮度的天體,，可以被用于計(jì)算距離。

標(biāo)準(zhǔn)燭光是如何運(yùn)作的呢,？我們可以用路邊的路燈來(lái)做類比,。假如你現(xiàn)在站在一條又長(zhǎng)又黑的街道上，只有幾根路燈立在路邊,，每個(gè)路燈都有相同的燈泡,，這些燈泡都具有相同的功率。你會(huì)發(fā)現(xiàn),，離你更遠(yuǎn)的路燈看起來(lái)比近的暗一些,，因?yàn)楦鶕?jù)光的平方反比定律，光的亮度會(huì)隨著距離衰減,。

現(xiàn)在,，如果你能測(cè)出每個(gè)路燈對(duì)你來(lái)說(shuō)有多亮,，并且你已經(jīng)知道它應(yīng)該有多亮,，你就能算出每個(gè)路燈距離你多遠(yuǎn)。

1929年,，埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）在其他星系中發(fā)現(xiàn)了許多這樣的造父變星,，并測(cè)量了它們的距離。根據(jù)測(cè)量結(jié)果,，他發(fā)現(xiàn)遙遠(yuǎn)的星系正離我們遠(yuǎn)去,，距離我們?cè)竭b遠(yuǎn)的星系，遠(yuǎn)離我們的速度就越快,。這讓他確定,，我們的宇宙正在膨脹！

  不同的方法產(chǎn)生不同的結(jié)果  

標(biāo)準(zhǔn)燭光是一種強(qiáng)大的測(cè)量方法,，它使天文學(xué)家得以測(cè)量浩瀚的宇宙,。一直以來(lái),，天文學(xué)家都在尋找不同的、可以被更好地測(cè)量,、且能夠在更遠(yuǎn)的距離上看到的燭光,。

近年來(lái)，一些項(xiàng)目開(kāi)始測(cè)量一些離地球更遠(yuǎn)的天體,，比如由諾獎(jiǎng)得主Adam Riess領(lǐng)導(dǎo)的SH0ES項(xiàng)目就利用造父變星和一種名為Ⅰa型超新星的爆炸恒星,，用作標(biāo)準(zhǔn)燭光。他們測(cè)量出哈勃常數(shù)約為73 km/s/Mpc,。

而另一種方法是使用宇宙微波背景（CMB）來(lái)測(cè)量哈勃常數(shù),。我們知道，宇宙大爆炸發(fā)生于大約138億年前,，自那之后,，宇宙便一直在膨脹，變得越來(lái)越大,，也變得越來(lái)越冷,。在大爆炸后的約38萬(wàn)年，宇宙已經(jīng)冷卻到足以讓原子形成,，使光子開(kāi)始自由地傳播,，形成了CMB輻射。今天,，CMB輻射仍然彌漫于整個(gè)宇宙之中,，但其波長(zhǎng)早已被拉到微波波段。目前,，由普朗克衛(wèi)星通過(guò)CMB測(cè)得的哈勃常數(shù)值是67.4 km/s/Mpc,。

這兩種測(cè)量結(jié)果相差約9%，這一巨大的差異被天文學(xué)家稱為哈勃常數(shù)爭(zhēng)議,。因此,，天文學(xué)家一直試圖能夠找到新的測(cè)量技術(shù)來(lái)解決這一爭(zhēng)議。

  一種新的方法：引力透鏡  

在新的工作中,，研究人員使用了一種新的方法——引力透鏡效應(yīng),，來(lái)測(cè)量宇宙的膨脹速率。

2014年,，研究人員發(fā)現(xiàn)了同一顆名為Refsdal超新星的爆炸恒星的多個(gè)圖像,。這是第一次觀測(cè)到這種“透鏡”超新星。

為了對(duì)哈勃常數(shù)進(jìn)行新的計(jì)算,，天文學(xué)家分析了一顆名為雷夫斯達(dá)爾的超新星多次出現(xiàn)的光,。這顆超新星位于圖像中心明亮的星系團(tuán)的后面。在這張圖中,，白色箭頭指向的4個(gè)黃點(diǎn)便是雷夫斯達(dá)爾超新星,，每個(gè)黃點(diǎn)都代表這顆超新星的一個(gè)單獨(dú)成像。（圖/NASA, ESA, AND T. TREU (UCLA), P. KELLY (UC BERKELEY) AND THE GLASS TEAM; S. RODNEY (JHU) AND THE FRONTIERSN TEAM; J. LOTZ (STSCI) AND THE FRONTIER FIELDS TEAM; M. POSTMAN (STSCI), AND THE CLASH TEAM; AND Z. LEVAY (STSCI)）

這是怎么發(fā)生的,？超新星的光向四面八方發(fā)射,，當(dāng)它穿過(guò)一個(gè)被巨大的星系團(tuán)的引力場(chǎng)所扭曲的空間時(shí),，光的路徑會(huì)發(fā)生一些彎曲，最終,，它會(huì)通過(guò)多條路徑抵達(dá)地球,。圖像中的每一個(gè)Refsdal超新星，都是沿著宇宙中的不同路徑抵達(dá)地球的,。

想象一幅三列火車同時(shí)離開(kāi)同一個(gè)車站的場(chǎng)景,，其中一列直達(dá)下一站，第二列經(jīng)過(guò)山脈進(jìn)行了一場(chǎng)長(zhǎng)途旅行,，第三列經(jīng)過(guò)了海岸,。他們有著相同的起始站和終點(diǎn)站，但行程卻各不相同,，所以它們雖然在同一時(shí)間離開(kāi),，卻會(huì)在不同的時(shí)間到達(dá)。

與之類似,，透鏡圖像顯示的是同一顆超新星,，這顆超新星在某個(gè)特定的時(shí)間點(diǎn)爆炸，但它的光經(jīng)過(guò)了不同的路徑,，形成了不同的圖像,。所以，研究人員要記錄每一次超新星抵達(dá)地球的時(shí)間,，比如在這顆超新星于2014年出現(xiàn)之后,，研究人員預(yù)測(cè)在2015年將出現(xiàn)另一張它的圖像，結(jié)果是他們的確在2015年觀測(cè)到了這張圖像,。

通過(guò)觀察超新星每次出現(xiàn)的時(shí)間,，研究人員就能測(cè)量它們旅行所用的時(shí)間，進(jìn)而測(cè)得宇宙在圖像這段傳輸過(guò)程中,，膨脹了多少,。

  爭(zhēng)議平息了嗎,？  

新的方法為宇宙的膨脹速率提供了一個(gè)獨(dú)特的測(cè)量,。利用這種測(cè)量方式，研究人員測(cè)得的哈勃常數(shù)為66.6km/s/Mpc,，與使用宇宙微波背景測(cè)量的結(jié)果更為接近,。然而，根據(jù)它所在的位置,，應(yīng)該更接近造父變星和超新星的測(cè)量值才對(duì),。

新的測(cè)量結(jié)果為爭(zhēng)議畫上句點(diǎn)了嗎？還不能,。不過(guò),，雖然我們還不能說(shuō)它平息了這場(chǎng)爭(zhēng)議,，但它的確提供了一些別的線索，也給天文學(xué)家?guī)?lái)了更多要思考的問(wèn)題,。