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引力透镜 - 使用由爱因斯坦预测的轻翘曲 - 衡量宇宙扩张

时间：2022-05-22 13:25:05 来源：

源光线通过多条路径到达地球。当镜头偏心时，一条路径较短。来自源的变化将到达不同的时间，允许一个人测量距离。

这是一个大的宇宙学辩论之一：宇宙正在扩展，但速度有多快？两个可用的测量结果产生不同的结果。莱顿物理学家David Harvey改编了一种独立的第三种测量方法，采用了爱因斯坦预测的星系的轻翘曲特性。他在皇家天文社会的每月通知中发表了关于它的。

关于宇宙的扩张，我们已经知道了几个世纪。天文学家指出，来自遥远星系的光的光与靠近星系的波长较低。光波似乎被伸展，或者红移，这意味着那些远离星系正在走开。

可以测量该膨胀率或霍布尔常数。某些超新星或爆炸恒星具有良好的理解亮度，这使得可以估计其与地球的距离，并将该距离与其红移或速度相关联。对于距离的每一个Megaparsec（Parsec是3.3轻的岁月），星系从我们退缩的速度，每秒73公里增加。

然而，宇宙微波背景的越来越准确地测量，来自较早宇宙中的光的剩余部分，产生了不同的霍布尔常数：每秒约67公里。

爱因斯坦

这个怎么可能？为什么差异？这差异可以告诉我们宇宙和物理的任何新东西吗？“这一点，”莱登物理学家大卫哈维说，“为什么第三次测量，独立于其他两个，已经进入了：引力镜头。”

Albert爱因斯坦的一般相对论理论预测，质量浓度，例如星系，可以弯曲光的路径，就像透镜一样。当这样的星系在明亮光源前面时，光线弯曲。它可以通过不同的路线到达地球，这给我们两个，有时甚至是相同源的四个图像。

holicow

1964年，挪威天体物理学家Sjur Refsdal有一个A-HA时刻：当镜头星系是偏心的偏心时，一条路线比另一个途径长。这意味着光线需要更长时间。因此，当存在Quasar亮度的变化时，该昙花一现将在另一个图像中可见。差异可能是几天，甚至几周或几个月。

该定时差异，REFSDAL表示，也可用于将距离向下销钉和镜头。将这些与Quasars的红移进行比较，使您对霍布尔常数的独立测量。

在Holicow下的研究合作使用了六个这些镜片以使霍布尔常数窄到约73。然而，存在并发症：除了距离差异，前景星系的质量也具有延迟效果，具体取决于精确的质量分布。“你必须建模那个分销，但很多未知数仍然存在，”哈维说。这样的不确定性限制了这种技术的准确性。

成像整个天空

当新的望远镜在2021年在智利上在线在线时，这可能会改变，致力于每隔几个晚上成像整个天空。这款Vera Rubin观测台预计将看到数千个双量子，也可以进一步缩小哈勃恒定的机会。

哈维：“问题是：在计算上，将所有那些前景星系建模别在上是不可能的。”因此，Harvey设计了一种方法来计算高达千镜头的完全分布的平均效果。

“在这种情况下，引力镜头的近距离怪癖并不重要，并且您不必为所有镜头进行模拟。你只需要确保你建模整个人口，“哈维说。

“在论文中，我展示了这种方法，当你接近大约数千个标准的时，哈勃恒定阈值的误差恒定阈值。”

此错误边际将允许多个哈勃常量之间有意义的比较，并且可以帮助理解差异。“如果你想低于那2百分症，你必须通过做更好的模拟来改善您的模型。我的猜测是这是可能的。“

参考：“H0的4次测量，使用双面成像时滞的强镜头时间延迟的累积分布”由David Harvey，2020年8月20日，皇家天文协会的每月通知.DO：
10.1093 / mnras / staa2522


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