使用世界上最強大的兩個太空望遠鏡 - 美國宇航局的哈勃望遠鏡和歐洲航天局的蓋亞 - 天文學家已經對宇
20世紀20年代，埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）發現了宇宙處於擴張狀態的開創性發現。最初預測是愛因斯坦廣義相對論的結果，這種擴張的測量結果被稱為哈勃常數。今天，在下一代望遠鏡的幫助下，天文學家多次重新測量並修訂了這個常數。
這些測量結果證實，隨著時間的推移，擴張速度也在增加，儘管科學家仍然不確定原因。最新的測量是由哈勃的一個國際小組進行的，他們將其結果與歐洲航天局（ESA）蓋亞天文臺獲得的數據進行了比較。這導致了迄今為止關於哈勃常數的最精確的測量，儘管有關宇宙加速度的問題仍然存在。
這項研究描述了他們的發現，發表在7月12日出版的“ 天體物理學雜誌”上，標題為“ 藉助蓋亞DR2天文望遠鏡，確立測量宇宙距離的新標準：對哈勃常數的影響”。“該研究背後的團隊成員包括太空望遠鏡科學研究所（STScI），約翰霍普金斯大學，國家天體物理研究所（INAF），加州大學伯克利分校，德克薩斯A＆M大學和歐洲南方天文臺（ESO）。
此圖顯示了天文學家用來測量宇宙膨脹率（哈勃常數）的三個步驟，達到了前所未有的精度
自2005以來，太空望遠鏡科學研究所和約翰霍普金斯大學的諾貝爾獎得主Adam Riess一直致力於通過簡化和加強“宇宙距離階梯”來改進哈勃常數值。與他的團隊（稱為超新星H0狀態方程式（SH0ES））一起，他們成功地將與宇宙膨脹率相關的不確定性降低到2.2％
為了打破它，天文學家傳統上使用“宇宙距離梯”來測量宇宙中的距離。這依賴於遙遠星系中的脈衝星的距離標記，其距離可以通過比較它們的內在亮度和它們的表面亮度來推斷。然後將這些測量值與來自遙遠星系的光線紅移的方式進行比較，以確定星系之間的空間擴展的速度。
由此得出哈勃常數。另一種方法是觀察宇宙微波背景（CMB）來追蹤宇宙早期的宇宙膨脹。從大爆炸378000年後，用物理學將其推斷到目前的擴張速度。總之，測量應該提供對宇宙如何隨時間擴展的端到端測量。
然而，天文學家已經知道這兩次測量不匹配。在之前的一項研究中，Riess和他的團隊使用Hubble進行測量，以獲得每百萬單位（330萬光年）73千米/秒（45.36 mps）的哈勃常數值。同時，基於ESA' 普朗克天文臺（觀察2009年至2013年的CMB）的結果預測，哈勃常數值現在應為每百萬單位67公里/秒（41.63 mps），不高於69公里/秒（42.87 mps） ） - 代表9％的差異。
微波天空的多色全天空圖像
正如Riess在最近的NASA 新聞稿中指出的那樣：
“我們對早期和晚期宇宙觀點之間的緊張關係似乎已經發展成為一種全面的不相容。在這一點上，顯然它不僅僅是任何一次測量中的一些嚴重錯誤。就好像你按照增長圖表預測一個孩子將會變得多高，然後發現成年人的他或她變得完全出乎預測。我們非常困惑。“
在這種情況下，Riess和他的同事使用Hubble來測量遠距離脈衝星的亮度，而Gaia提供了視差信息 - 基於不同視點的物體位置的明顯變化 - 需要確定距離。蓋亞還通過測量銀河系中50個脈衝星的距離來加入研究，這些變量與哈勃望遠鏡的亮度測量相結合。
這使天文學家能夠更準確地校準脈衝星，然後使用在銀河系外看到的那些作為里程碑標記。利用哈勃測量結果和蓋亞新發布的數據， Riess和他的同事們能夠將目前的擴展速度改進到每百萬單位73.5公里（45.6英里）每秒。
ESA的Gaia目前正在執行為期五年的任務，以映射銀河系的恆星。
正如太空望遠鏡科學研究所的Stefano Casertano和SHOES團隊的成員所說：
“哈勃作為通用天文臺真的很棒，但蓋亞是校準距離的新黃金標準。它專門用於測量視差 - 這就是它的設計目的。蓋亞帶來了重新校準所有過去距離測量的新能力，似乎證實了我們以前的工作。如果我們用Gaia視差替換所有先前的距離梯度校準，我們得到哈勃常數的相同答案。這是兩個非常強大和精確的天文臺之間的交叉檢查。“
展望未來，Riess和他的團隊希望繼續與Gaia合作，這樣他們就可以在20世紀20年代初將哈勃恆定值的不確定性降低到1％。與此同時，現代擴張速度與基於CMB的擴張速度之間的差異將繼續成為天文學家的難題。
最後，這可能是其他物理學在我們的宇宙中起作用的一種指示，暗物質以一種不同於科學家懷疑的方式與正常物質相互作用，或者暗能量可能比先前想象的更奇異。不管是什麼原因，很明顯，宇宙仍然有一些驚喜在為我們準備！
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