宇宙是在膨脹的，這個膨脹的速度是多少，我們又是怎么測算的？大家看這張圖片，這是哈佛近30年來拍攝的一組星系，星系是為螺旋星系。這些星系呢有一個共同的特征，它們是1a型超新星和造父變星的速度星星。 1a型超新星和造父變星是用來測量天體距離的標(biāo)準(zhǔn)柔光，所以這些信息它們就是天文家用來測量宇宙膨脹的樣本信息。

在1929年，哈勃通過研究24個河外星系的距離與速度時，發(fā)現(xiàn)，星系的距離與它們的退行速度存在正比的線性關(guān)系，也就是星系的距離與它們的推進速度似乎是在一個恒定的值在增加。用公式來表示呢，就是這個樣子， v是退行速度， d是距離，而h則是那個恒定的增加值。我們把這個發(fā)現(xiàn)稱為哈勃定律。哈勃定律是描述宇宙正在膨脹的一個最為關(guān)鍵的觀測性證據(jù)。他告訴我們，星系是以其距離成正比的速度在遠離地球，也就是距地球越遠，其退行的速度就越大，而這個h0呢，則是決定這個退行速度的關(guān)鍵參數(shù)，我們把它稱之為哈勃常數(shù)。

哈勃常數(shù)是宇宙本身時空膨脹的一種表現(xiàn)，所以它可以告訴我們一個關(guān)鍵的信息，宇宙正在以什么樣的速力在膨脹。所以精確的才來哈佛長壽，對我們理解宇宙的演化極其重要。那么現(xiàn)在我們的哈勃常數(shù)主要有兩種方法，一種是根據(jù)宇宙微波背景輻射的測量，一種則是我們前面看到那些信息利用宇宙距離階梯的測量。利用距離階梯通常是以兩種天體作為標(biāo)準(zhǔn)，燭光，即造父變星和1a型超新星。造父變星呢，是變形的一個特殊種群。變星就是光度隨時間變化的一類恒星，視覺上就是忽明忽暗的那種變化，造父變形的這種變化很規(guī)律，具有周期性，且光度與周期還存在正比關(guān)系。像我們熟悉的北極星，它就是一類造福變形，它是以四天為一個周期變化的。而1a型超新星則是一類特殊的恒星爆發(fā)。

恒星爆發(fā)目前的觀測表明具有兩種觸發(fā)模式，一種是大質(zhì)量恒星的核他說，一種則是白矮星的爆發(fā)。大質(zhì)量恒星的和他說，就是我們平常所說的恒星生命末期形成中子星的那種爆發(fā)。這種爆發(fā)是被稱為二型超新星，像距離我們約6500光年的蟹狀星云，它就是二型超新星爆發(fā)所留的遺跡，其中心便是爆發(fā)后所留的一顆快速旋轉(zhuǎn)的中子星。那么1a型超新星指的便是白矮星的爆發(fā)，白星襲擊白星，或者白矮星與白矮星的碰撞。那么根據(jù)這兩個標(biāo)準(zhǔn)中光，我們可以精確地測出它們距我們的距離d，然后再根據(jù)其所在星系的紅移測出它們的速度v，進而計算出哈勃常數(shù)。所以通過對這些樣本星系的測量，我們最終得到了一個這樣的哈勃常數(shù)73.04正負一千米每秒。每百萬秒差距什么意思呢？這個數(shù)字表明，距離地球每增加100萬秒，差距就是326萬光年，天體的退行速度就會增加73.04公里每秒，那么依照這個速度，距離地球100億秒差距，天體的退行速度是可達73萬公里每秒，這是超光速的存在。

所以精確的測量害怕常數(shù)，讓我們對宇宙的膨脹是有更直觀的認識。不過，前面我們還曾說過，測量哈勃常數(shù)有兩種方法，一種就是利用這個距離階梯，還有一種是利用宇宙微波背景輻射。在2013年，普朗克衛(wèi)星繪制的迄今最為精細的宇宙微波背景輻射圖。宇宙微波背景輻射被認為是宇宙大爆炸之后的余暉，它誕生于宇宙剛開始的38萬年，所以它攜帶著有關(guān)宇宙演化的重要信息。那么根據(jù)普朗克繪制的宇宙微波背景輻射，天下得到的哈勃常數(shù)是為67，并且最高不可能超過69。這很奇怪，兩種方法得到的數(shù)值竟然不同。

按道理呢，不管是以何種方法，我們都應(yīng)該得到相同的膨脹速率。之前科學(xué)家一直認為這可能是觀測精度的問題，所以他們在這隨著觀測精度的提升，這個差異就會越來越小，直至最后趨于相同。可隨著不斷的觀測與不斷的積累，這樣的差異并沒有縮小。這是一個很不好的消息。這樣的差異暗示著我們對宇宙演化的了解可能出現(xiàn)了問題，或者遙遠太空可能發(fā)生了我們無法預(yù)料的事兒。天使把哈佛闡述的這種不統(tǒng)一呢稱為宇宙學(xué)危機，可見問題的嚴(yán)重性。目前他們?nèi)耘f在尋求解決途徑，想依據(jù)第三種測量方法引力波的探測，看計算的數(shù)值有沒有什么改變?？傊?，哈勃常數(shù)的這種不統(tǒng)一暗示著理論與觀測上的不符，那是理論認知不足，還是宇宙存在未知因素呢？目前我們還不得而知。