在11月8日周五发表的一篇论文中天体物理学杂志美国克莱姆森大学的科学家Marco Ajello, Abhishek Desai, Lea Marcotulli和Dieter Hartmann与世界各地的其他六位科学家合作，设计了一种新的哈勃常数测量方法，哈勃常数是用来描述宇宙膨胀速度的测量单位。

“宇宙学是关于理解我们宇宙的进化——它过去是如何进化的，现在在做什么，未来会发生什么，”Ajello说，他是理学院物理和天文学系的副教授。爱博网站“我们的知识依赖于一些参数——包括哈勃常数——我们努力尽可能精确地测量这些参数。在这篇论文中，我们的团队分析了从轨道望远镜和地面望远镜获得的数据，得出了宇宙膨胀速度的最新测量结果之一。”

宇宙膨胀的概念是由美国天文学家埃德温·哈勃(1889-1953)提出的，他的名字与哈勃太空望远镜同名。在20世纪早期，哈勃成为最早推断出宇宙是由多个星系组成的天文学家之一。他随后的研究导致了他最著名的发现:星系彼此远离的速度与它们的距离成正比。

哈勃最初估计的膨胀速度是每百万秒差距500公里每秒，一个百万秒差距相当于大约326万光年。哈勃得出的结论是，距离我们银河系200万秒差距的星系后退的速度是距离我们银河系1万秒差距的星系的两倍。这一估计被称为哈勃常数，它首次证明了宇宙正在膨胀。从那以后，天文学家一直在重新校准它，结果好坏参半。

在飞速发展的技术的帮助下，天文学家得出的测量结果与哈勃最初的计算结果有很大不同——将膨胀速度降低到每百万秒差距50到100公里每秒。在过去的十年里，超精密的仪器，如普朗克卫星，以相对戏剧性的方式提高了哈勃原始测量的精度。

在一篇名为“利用河外背景光-伽马射线衰减对哈勃常数和宇宙物质含量的新测量”的论文中，合作团队比较了费米伽马射线太空望远镜和成像大气切伦科夫望远镜的最新伽马射线衰减数据，以设计他们对河外背景光模型的估计。这种新颖的策略导致了大约每秒67.5公里每百万秒差距的测量。

伽马射线是能量最高的光。星系外背景光(EBL)是一种宇宙雾，由恒星或其附近的尘埃发出的所有紫外线，可见光和红外光组成。当伽马射线和EBL相互作用时，它们会留下一个可观察到的印记——流动的逐渐丧失——科学家们能够在制定假设时对其进行分析。

物理学和天文学教授迪特尔·哈特曼(Dieter Hartmann)说:“天文学界正在投入大量资金和资源，利用包括哈勃常数在内的所有不同参数进行精确的宇宙学研究。”爱博网站“我们对这些基本常数的理解定义了我们现在所知道的宇宙。当我们对规律的理解变得更加精确时，我们对宇宙的定义也会变得更加精确，从而带来新的见解和发现。”

宇宙膨胀的一个常见类比是一个点缀着斑点的气球，每个斑点代表一个星系。当气球吹起来时，这些斑点越来越远。

“一些理论认为，气球会膨胀到一个特定的时间点，然后再次坍缩，”德赛说，他是物理和天文学系的研究生研究助理。爱博网站“但最普遍的信念是，宇宙将继续膨胀，直到一切都离得很远，再也看不见光。在这一点上，宇宙将遭受寒冷的死亡。但这没什么好担心的。如果发生这种情况，那将是数万亿年后的事了。”

但如果气球的类比是准确的，那到底是什么在吹气球呢?

“物质——恒星、行星，甚至我们——只是宇宙整体组成的一小部分，”阿耶洛解释说。“宇宙的大部分是由暗能量和暗物质组成的。我们相信是暗能量“吹胀了气球”。暗能量将物体相互推开。引力使物体相互吸引，在局部水平上是更强的力，这就是为什么一些星系会继续碰撞。但在宇宙距离上，暗能量是主导力量。”

其他贡献作者是马德里康普顿斯大学的首席作者阿尔贝托·多明格斯;哥本哈根大学的Radek Wojtak;华盛顿特区海军研究实验室的贾斯汀·芬克;冰岛大学的Kari Helgason;安达卢西亚天文研究所的弗朗西斯科·普拉达;瓦伊德希·帕利亚(Vaidehi Paliya)，他曾是克莱姆森大学阿耶洛团队的博士后研究员，现在在德国泽恩的德国电子同步加速器工作。

“我们正在使用伽马射线来研究宇宙学，这是非常了不起的。我们的技术允许我们使用一种独立的策略——一种独立于现有方法的新方法——来测量宇宙的关键特性，”Dominguez说，他也是Ajello小组的前博士后研究员。“我们的结果表明，在过去十年中，相对较新的高能天体物理学领域达到了成熟。我们开发的分析为未来使用切伦科夫望远镜阵列进行更好的测量铺平了道路，切伦科夫望远镜阵列仍在开发中，将是有史以来最雄心勃勃的地面高能望远镜阵列。”

当前论文中使用的许多相同技术与Ajello及其同行先前的工作相关。在之前的一个项目中，发表在杂志上科学阿耶洛和他的团队能够测量宇宙历史上发出的所有星光。

“我们所知道的是，来自河外源的伽马射线光子在宇宙中向地球传播，在那里它们可以通过与来自星光的光子相互作用而被吸收，”Ajello说。“相互作用的速率取决于它们在宇宙中传播的长度。它们传播的长度取决于膨胀。如果膨胀很小，它们就会传播一小段距离。如果膨胀很大，它们会传播很远的距离。所以我们测量的吸收量很大程度上取决于哈勃常数的值。我们所做的就是把它扭转过来，用它来限制宇宙的膨胀率。”