宇宙的膨胀速度比预期的更快？
138亿年前，宇宙在一场热大爆炸开始并由广义相对论支配者，大部分人都没有意识到宇宙的最终命运在它诞生的时刻就已经注定了。最初的情形基本是一场宇宙级的竞赛：一方面，最初的膨胀致力于把所有的物质和能量都推开；而另一方面，引力则想吸引一切，降低宇宙的膨胀率，如果可能，重新坍缩宇宙。如果我们知道宇宙现在和过去的膨胀速度，我们就能知道宇宙的最终命运，前提是我们能够精确的测量过去。
膨胀宇宙的可能命运，注意不同的模型在过去有何不同。（© The Cosmic Perspective）
测量宇宙膨胀最简单的方法是观测那些已知的天体，比如单个恒星、旋转的星系和超新星等，并测量它们的视亮度和红移。如果我们知道一个天体的内在亮度，并测量它的观测亮度，我们就可以推测它离地球有多远。这就好比是我们可以测量一个60瓦灯泡的亮度来确定它的距离。天文学家把这些天体称为“标准烛光”。由于宇宙正在膨胀，测量红移和距离就允许我们观测现在的空间是如何膨胀的，通过测量越来越远的距离，我们就能观测到膨胀率如何随着时间改变。
这里是两种测量宇宙膨胀多快的方法：“标准烛光”利用星系中爆炸的恒星；“标准尺”需要星系对。（© NASA/JPL-Caltech）
对于许多不同类型的天体这个概念都是相同的，比如造父变星，螺旋星系的表面起伏，演化中的红巨星，旋转的螺旋星系，和Ia型超新星。在1990年代和2000年代初，天文学家结合这些方法给出了精确的宇宙的膨胀率——哈勃常数：72±7km/s/Mpc，这个数值比之前的研究数值（介于50到100）要精确许多。
在那之后，天文学家不断的改善测量并进一步减小误差，但却揭露了一个新的问题：不同类型的测量给出了不同的膨胀率。
普朗克卫星测量的宇宙微波背景辐射的起伏。（© ESA/Planck）
其中一个测量宇宙膨胀历史的方法是利用宇宙微波背景辐射——大爆炸的余辉。通过微波背景辐射的起伏以及它的一些全局性质天文学家可以单单从这个测量中重建膨胀率。普朗克卫星卫星给出的哈勃常数是67±2km/s/Mpc，这跟之前的测量吻合但更加精确。另一方面史隆数字巡天（SDSS）和其它项目对大尺度星系团（重子声学振荡）的测量给出了68±1km/s/Mpc的哈勃常数。这两个大尺度测量都跟之前的测量一致。最近，诺贝尔得主Adam Riess领导的一个小组对19个星系中的造父变星和Ia型超新星作了高精度的距离测量，他们取得了前所未有的精度（不确定性降到了2.4%），但是不一致的数值：73.24±1.74km/s/Mpc。新的结果表明宇宙的膨胀速度比之前的计算结果要快9%。
注：Adam Riess获得了2011年的诺贝尔物理学奖，以表彰他“透过观测遥远超新星而发现宇宙加速膨胀”。
星系UGC9391，红色圈圈代表造父变星，浅蓝叉叉代表Ia型超新星。（© STScl/JHU）
这也是最近天文界谈论的沸沸扬扬的一件事。有些人提出了一些疯狂的替代理论，比如用演化的暗能量来解释；其他人则开始质疑宇宙学的核心假设。但也非常有可能的是根本没有任何问题。因为该结果并没有包括系统误差，或者是在测量过程中的不确定性。造父变星和超新星数据允许天文学家构建宇宙距离阶梯，如果之前的测量误差没有被考虑，这些误差就会被对之后的结果造成影响。尽管这些距离尺度存在很小的不确定性，这里值得指出的是他们有四种不同的方法来校准哈勃常数，每一种都给出不同的数值，从71.82到75.91，每种方法的误差大约都为3.
天文学家利用哈勃太空望远镜观测造父变星，它们可以用来测量非常遥远的星系距离。（© NASA/ESA/STScl/JHU）
我们把希望寄托于在未来天文学家能够继续降低这些误差，并把不确定性降低到1%。这些新的证据造成哈勃膨胀率的一个紧张局面或许为我们提供了一个机会来更好的理解导致这些数值差异的天文现象，希望最终不管是用哪个方法我们都能得到一个统一的哈勃常数。不管是等于73，还是保持在70，或者降到67，都有可能轻微的改变我们的参数，但不是结论。或许宇宙的年龄只有135亿而不是138亿；或许暗能量只占宇宙成分的65%而不是70%；或许在400亿年后宇宙大撕裂依然可以会发生。但是，即使这个紧张的局面存在，宇宙的大图景仍然保持一样。重点还是科学家要尽快找到这背后的原因，来解开宇宙所要告知我们的秘密。
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