NASA最新研究：宇宙膨胀速度比之前预测快9％( 三 ) 出品：科普中

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哈勃太空望远镜（图片来源：NASA）

宇宙膨胀速率，又被称为哈勃常数，通常用H表示。计算宇宙膨胀速率需要三个步骤。首先利用“宇宙距离阶梯”来确定宇宙中星系与星系之间的距离。这种方法依赖于精确测量到邻近星系的距离，然后将它们的恒星作为里程标记，再通过这个标记来测量更远距离的星系。最后天文学家利用这些测得的星系之间的距离，以及星系发出光线到达地球所产生的红移，来计算宇宙膨胀速率。亚当里斯和他的团队自2005年以来一直在研究利用哈勃太空望远镜改进这种距离测量方法，提升哈勃常数测量的精确度。

计算哈勃常数的三个步骤（图片来源：HUBBLBSITE）

衡量星系之间距离的“量天神尺”：造父变星

一个多世纪以来，天文学家一直使用造父变星作为宇宙标尺来测量附近的星系之间的距离。这是一种比较神奇的恒星，它的亮度会随时间呈周期性的变化，通过精确测量造父变星亮度随时间变化的周期关系，就可以确定星系之间的距离。但是如果想要测量距离我们非常远的星系的距离，就需要采集一系列造父变星的精确定位，这种行为耗时之多以至于几乎无法实现。因此，亚当里斯团队采用了一种聪明的新方法，称为DASH（漂移和偏移），即利用哈勃望远镜作为照相机来快速拍摄极其明亮的造父恒星的图像，这就消除了对精确定位的耗时需求。

“当哈勃太空望远镜锁定某个造父变星来精确定位时，它只能在每绕地球轨道一圈时观测一次，而它绕地球一圈需要90分钟。因此，哈勃太空望远镜观察每一个造父变星都是非常耗时的。 ”亚当里斯小组的成员斯特凡诺·凯瑟塔诺解释道：“相反，如果我们寻找彼此之间距离足够近的造父变星群进行观测，我们就可以在它们之间移动，而无需重新校准望远镜指向。同时，如果这些造父变星非常明亮，那我们只需要观察很短的时间。通过控制陀螺仪来稳定哈勃望远镜的指向，我们便能够在一个轨道上观察到十几个造父变星。 ”