科學(xué)家們普遍認(rèn)為，宇宙正在膨脹，膨脹速度正在加快，但是針對速度究竟發(fā)生多快仍尚有爭議。現(xiàn)在，克萊姆森大學(xué)的天體物理學(xué)家通過研究伽瑪射線與宇宙背景輻射的相互作用，提出了一個新的宇宙膨脹速度-即所謂哈勃常數(shù)(Hubble Constant)。

哈勃常數(shù)以天文學(xué)家埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)的名字命名，他首先發(fā)現(xiàn)了宇宙正在膨脹。愛因斯坦實際上在較早的方程中發(fā)現(xiàn)了這一點，但他以為自己是錯的，因此重新調(diào)整了模型以模擬靜態(tài)宇宙。他很快向哈勃承認(rèn)，稱這個假設(shè)為他有史以來最大的錯誤。

1929年，哈勃得出的最初的哈勃常數(shù)值500公里公里/(秒·百萬秒差距)，百萬秒差距是度量天體距離的單位，約為326萬光年。基本上，這意味著距離較近的星系以更快的速度遠(yuǎn)離我們。此后，哈勃常數(shù)值一直被不斷大幅下調(diào)，在過去的20多年中，許多不同的測量方法將其定為70公里/(秒·百萬秒差距)左右。

而現(xiàn)在，克萊姆森團隊已經(jīng)達(dá)到了一個新的數(shù)字：67.5公里/(秒·百萬秒差距)。該團隊通過分析費米伽瑪射線太空望遠(yuǎn)鏡和大氣伽瑪切倫科夫成像望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，得出了這一結(jié)論，以確定來自遙遠(yuǎn)源頭的伽瑪射線如何與滲透到宇宙中的“霧”相互作用。

這種霧也稱為河外背景光(EBL)，它由恒星和其他天體發(fā)出的所有紫外線、可見光和紅外光組成。當(dāng)伽馬射線與EBL相互作用時，會留下一個印記，科學(xué)家可以對其進(jìn)行分析，以確定有關(guān)其“長途旅程”的新線索，以及這些“旅程”將持續(xù)多長時間。

該研究的作者M(jìn)arco Ajello表示：“我們知道，來自銀河外源的伽馬射線光子在宇宙中傳播到地球，在那里它們可以通過與星光中的光子相互作用而被吸收。相互作用的速度取決于它們在宇宙中旅行的時間。他們旅行的長度取決于擴展。如果膨脹速度慢，則它們會行進(jìn)一小段距離。如果速度很快，它們會傳播很遠(yuǎn)的距離。因此，我們測量的吸收量在很大程度上取決于哈勃常數(shù)的值。我們所做的就是扭轉(zhuǎn)這一局面，并用它來限制宇宙的膨脹速度。”

新的測量值為67.5公里/(秒·百萬秒差距)，這意味著宇宙的膨脹速度可能比通常認(rèn)為的慢。例如，在2012年，使用Spitzer空間望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的一項研究計算出的哈勃常數(shù)為74.3公里/(秒·百萬秒差距)。另一項使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的研究將這一數(shù)字定為73.2公里/(秒·百萬秒差距)。

盡管微小的變化對地球上的普通人來說并沒有多大意義，但完善哈勃常數(shù)對于理解宇宙的過去，現(xiàn)在和未來至關(guān)重要。

該研究的作者Dieter Hartmann表示：“天文學(xué)界正在投入大量的金錢和資源來進(jìn)行包括所有不同參數(shù)在內(nèi)的精密宇宙學(xué)研究，包括哈勃常數(shù)。我們對這些基本常數(shù)的理解已經(jīng)定義了我們現(xiàn)在所知道的宇宙。當(dāng)我們對其理解變得更加精確時，我們對宇宙的定義也會變得更加精確，這將帶來新的見解和發(fā)現(xiàn)。”

該研究發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。

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