引力放大了一顆超新星，為哈勃的張力增添了扭曲

一顆超新星穿越了 100 億年才到達我們身邊，這給了我們一個新的測量方法哈勃常數(shù)– 宇宙膨脹的加速速度。

它被稱為 SN H0pe，是最遙遠的Ia 型超新星我們曾經(jīng)見過，對它似乎后退速度的測量得出的哈勃常數(shù)為每兆秒差距每秒 75.4 公里。

這讓我們陷入了困境?；谝环N稱為“標準標尺”的不同方法對早期宇宙的測量往往會返回較慢的結果，即每兆秒差距每秒 67 公里左右。

雖然 SN H0pe 在Big Bang，它比其他 'Standard 蠟燭“在附近的宇宙中進行的測量，大約是每兆秒差距每秒 73 公里——這表明，就我們所看到的，整個可見宇宙的張力是一致的。

這為這種緊張局勢提供了一個可能的解釋：即當?shù)乜臻g正在以更快的速度減少比遙遠的太空。如果一種技術對遙遠的宇宙和局部的宇宙都得到相同的結果，則表明 H0 或多或少是均勻的。

好的，我們可以解釋一下。整個問題就是這個叫做哈勃張力的東西——用于測量宇宙加速膨脹的不同方法的結果之間未解決的差異。

標準的標尺方法使用早期宇宙的遺跡。這些是類似于宇宙微波背景，或星系分布中的化石密度稱為重子聲學振蕩.

另一方面，標準蠟燭是已知固有亮度的天體，例如造父變星和 Ia 型超新星。由于假設這些天體發(fā)出的光量相對一致，因此我們可以通過測量它們的表觀亮度來計算出它們的距離。

但它們的有用性受到距離的限制——在某些時候，它們變得太遠而無法看到，因此它們通常只用于測量局部宇宙中的哈勃常數(shù)。

H0pe 比我們能看到的大多數(shù) Ia 型超新星要遠得多。那是因為它被一種被稱為引力透鏡的時空怪癖放大和三倍放大。

圍繞大質量天體，例如星系或星系團，時空趨于彎曲;任何穿過這個曲率的光線都可以重復和放大，就像曲面玻璃放大它后面的任何東西一樣。

H0pe，正如我們去年所解釋的當發(fā)現(xiàn)時，它位于一個星系團后面。當超新星產(chǎn)生的光穿過星團產(chǎn)生的引力透鏡時，它被放大并分裂成三個不同的點。

“這類似于三折梳妝鏡如何呈現(xiàn)坐在它前面的人的三種不同圖像。在 Webb 圖像中，這就在我們眼前得到了證明，中間的圖像相對于其他兩個圖像發(fā)生了翻轉，這是理論預測的'透鏡'效應。說亞利桑那大學的宇宙學家布倫達·弗萊 （Brenda Frye）。

“為了獲得三張圖像，光線沿著三條不同的路徑傳播。由于每條路徑的長度不同，并且光以相同的速度傳播，因此在韋伯觀測中，這顆超新星在爆炸期間的三個不同時間進行了成像。

“在三折鏡的類比中，隨之而來的是時間延遲，右邊的鏡子描繪了一個舉起梳子的人，左邊的鏡子描繪了正在梳理的頭發(fā)，中間的鏡子描繪了放下梳子的人?！?/p>

這使研究人員能夠使用通常僅適用于本地宇宙的標準蠟燭技術對遙遠宇宙中的哈勃常數(shù)進行詳細測量。每兆秒差距每秒 75.4 公里的結果可能無法解決緊張局勢，但它確實縮小了解釋的范圍。

哈勃張力是宇宙學中最大的問題.這并非微不足道：它會告訴我們宇宙有多大和多古老，并為我們提供整個時空的更準確測量。

天文學家通常使用每兆秒差距每秒 70 公里左右的哈勃常數(shù)來確定到宇宙天體的距離——這只是根據(jù)我們目前擁有的最佳數(shù)據(jù)得出的估計值。

解決哈勃緊張關系很可能是一項獲得諾貝爾獎的成就。好消息是，我們似乎越來越近了。

引力波為我們提供了一個新工具來嘗試縮小范圍——標準 Siren。已經(jīng)進行了標準的警報器測量;它們位于標準尺和標準蠟燭附近，因此仍然沒有定論，但現(xiàn)在只是時間問題。

JWST 的更多觀測可能會讓我們到達那里。只需再增加四個事件，如 H0pe，測量的置信度就可以提高到超過 3 西格瑪。那將是美好的一天。

新測量報告已提交給天體物理學雜志和在預印本服務器 arXiv 上可用.

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