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如今宇宙學中最令人激動的事可能是我們還可以用另一種方法來測量宇宙的膨脹。
宇宙一直在膨脹。我們根據可探測到的最遠的電磁輻射測量預測了一個膨脹率值，但這個值與從距離更近的物體處收集到的測量值不同。若這兩個數值真的不相容，可能標誌著目前用來描述宇宙演化的宏大理論被打破了。如今有科學家設計了一種令人興奮的新方法，這種方法不太依賴於人類假設的宇宙運作規律。
星系團SDSS J0915+3826中的引力透鏡
照片來自: 歐洲宇航局/哈勃
「我們的方法對宇宙模型的選擇不敏感，」這項研究的第一作者、來自馬克斯·普朗克天體物理研究所的因·傑（Inh Jee）說，「這是我們真正想強調的。」
早在上世紀20年代，埃德溫·哈勃就讓天文學家們相信，本就遙遠的天體正在遠離我們，但從那時起它們的後退速度，也就是哈勃常數，就一直是一個爭論的話題。
新型的望遠鏡帶來了新的觀測結果，比如那些由普朗克衛星拍攝的數據已經確定哈勃常數為67.4公裡/秒每百萬秒差距，意味著每隔326萬光年(稱為百萬距離)，物體就會以每小時67.4公裡的速度彼此遠離。但是實際基於其附近光源的特性的觀察推測總是得到更大的膨脹率值。
物理學家們正在爭論這些數值是否真的更大，如果是的話，值的差異是由於計算物體距離的方式產生的，還是說它真的是一個未被發現的物理學信號。《量子》雜誌發表了一篇優秀文章，總結了這個故事和它的戲劇性。
這個問題主要受限於測量物體距離的難度。科學家通常依賴於已知亮度的物體，即所謂的標準燭光，觀測越亮，證明物體越近，反之越暗就越遠。作為標準燭光的天體包括某些超新星以及閃爍速率取決於亮度的恆星。科學家還可以依賴所謂的標準尺——大小已知、距離可以根據其在天空中顯示的大小來計算的物體——來測量星體距離。
傑解釋說，名為HoLiCOW的測量哈勃常數的團隊，曾使用一種標尺方法來確定距離，現在這個方法已經改進，不再那麼依賴於人類的假設。這種方法通過計算一個遙遠物體的半徑(稱為引力透鏡)，將其作為標尺；根據發表在《科學》雜誌上的論文，這個標尺可以提供到作為標準燭光的超新星的精確絕對距離。
在觀察像星系這樣的大質量物體時，會看到其後有很多明亮物體的圖像，因為它巨大的引力會像透鏡一樣扭曲光(因此得名「引力透鏡」)。有時背景中的物體甚至會扭曲成一個圓環。如果一個背景物體在閃爍，那麼圖像上它可能會在不同的時間閃爍，這取決於彎曲光的傳播距離。科學家還可以測量在這些遙遠星系中運行的恆星的速度，從而得到該星系的引力勢和質量。結合這些信息可以計算出到透鏡星系的距離和星系大小。
然後，研究人員可以使用透鏡星系作為標準尺和校準器來計算到某些超新星的絕對距離(這些超新星通常用來確定哈勃常數)。這種計算常數的方法能夠更少地依賴人類對事物的假設，比如宇宙中存在多少暗物質和暗能量這類問題。
根據他們的新方法，研究人員僅基於兩個物體就計算出了宇宙膨脹值。他們得出了一個非常高的值，82.4千米每秒每百萬秒差距，但是統計誤差太大了，還不可信，這個研究只是一個試點。
亞當·瑞斯，約翰霍普金斯大學的天文學家，也是哈勃常數測量小組SHoES的領導，在電子郵件中告訴Gizmodo網站，這個結果並不是決定性的，但「很高興看到人們在尋找替代方法，就像這個項目」。
昆士蘭大學的澳大利亞天體物理學家塔瑪拉·戴維斯在《科學》雜誌的附帶評論中寫道，消除對人類假設的依賴「在試圖弄清楚不同技術之間產生差異的根源時很重要」。
測定哈勃常數有很多不同的方法，可以使用標準燭光和標準尺，甚至是使用碰撞的中子星(實際上還需要檢測更多碰撞的中子星，才能使這種方法起作用)。
傑告訴Gizmodo網站, HoLiCOW團隊計劃儘快減少他們的實驗誤差，並通過測量更多的透鏡和透鏡星系內的恆星運動來確定到恆星的距離。
對物理學家來說，對哈勃常數的討論一直具有重要意義，因為它代表了目前最成功的宇宙理論中不完善的地方——也是一個需要新想法和新實驗來揭示宇宙運行規律的地方。
作者:Ryan F. Mandelbaum
FY:Kylin
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