性爱大师第一季 独家专访天然杂志年度东说念主物温迪·弗里德曼：暗能量为何加快天地扩张仍是一个谜

封面新闻记者 张馨心性爱大师第一季

近日，大众着名科学期刊《天然》杂志公布2024年度推进科学发展的十大东说念主物榜单。其中，好意思国国度科学院院士、芝加哥大学天体裁家温迪·弗里德曼（Wendy Freedman）凭借对天地扩张速率的讨论冲突而入选。

好意思国国度科学院院士、天体裁家温迪·弗里德曼。受访者供图

上世纪二十年代，好意思国天体裁家埃德温·哈勃的不雅测揭示了天地在不休扩张。然则，天地扩张速率究竟有多快，即哈勃常数的准确数值，一直是科学家们争论的焦点。

本年，弗里德曼在这一重要问题上获得进军发达。她篡改性地将詹姆斯·韦布空间千里镜的数据与改进后的按次烛光相结合，得出了与早期天地斟酌相符的遵循。这一发现极大真切了对天地演化的领会。

天地扩张速率为如何此重要？巧妙的“按次烛光”究竟是什么？天地扩张与暗能量有若何的关联？近日，封面新闻记者独家专访温迪·弗里德曼。

咱们依然有许多困惑

但驯顺离真相越来越近了

封面新闻：为什么讨论天地扩张速率对认识天地演化如斯进军？

弗里德曼：二十世纪二十年代，天体裁家埃德温·哈勃等东说念主发现，天地正在扩张——因为大无数星系离星河系越来越远，且距离星河系越远的星系，后退的速率也越快。星系隔离星河系的速率和星系与星河系的距离之间的比率大致恒定，这一比率被称为哈勃常数。 哈勃常数是描摹天地演化进程的进军参数，它的倒数与天地年事径直筹商，哈勃常数越大，天地年事就越小。

数十年前，当我刚进入这一范畴时，学术界正在浓烈讨论天地的年事到底是100亿年照旧200亿年。为了弄清这个问题，在二十世纪九十年代，我诱导了一项诳骗哈勃空间千里镜进行不雅测的讨论。

哈勃空间千里镜比拟大地千里镜，具有广宽上风，能提供更精确的不雅测数据。最终，咱们到手完成了这一任务，使哈勃常数的谬误畛域不高出10%，改变了之前近两倍的谬误。

封面新闻：您在哈勃常数的测量上作出了哪些孝顺？

弗里德曼：频年来，哈勃常数的测量一直存在争议，两种主要法子产生了不同遵循，第一种基于对天地微波布景发射（大爆炸余辉）的不雅测，这给出了一个较低的哈勃常数值，简短为67km/s/Mpc，另一种基于不雅测边远星系阑珊速率，并使用造父变星和超新星测量距离的法子给出了更高的值，简短在72-74km/s/Mpc。

我一纵贯过改进法子和用具试图贬责这场争议。除了“造父变星”外，还尝试使用其他类型的“按次烛光”（standard candle），如红巨星，来交叉教练测量遵循的责任。

此外，我还使用詹姆斯·韦布空间千里镜使不雅测数据变得更精确。它不仅能探伤光学发射，还能探伤红外发射。红外波段的发射有助于最小化尘埃的影响，这对于不雅测边远天体尤为进军。此外，它的尺寸更大，其高分辩率使咱们能愈加昭着地不雅测这些恒星，从而索要出恒星的光谱信息，同期幸免近邻其他恒星的干涉。

通过不雅测用具和测量法子的迟缓优化，咱们将这些替代按次烛光与超新星数据结合起来，发现哈勃常数更接近天地微波布景发射法子给出的较低值，约为67km/s/Mpc。

封面新闻：争议罢手了吗？

弗里德曼：这不虞味着这个争议得到了根底贬责。咱们依然有许多困惑：比如咱们对天地学演化的认识是否存在盲点？测量法子是否弥散科学？走时的是，咱们正处在一个能从多个角度进行教练的阶段，跟着数据越来越精确，最终某些表面会被考证，而另一些则会被推翻，但我驯顺咱们离真相越来越近了。

在不同距离的星系中不雅测红巨星

测量它们的亮度推算星系距离

封面新闻：您提到您尝试使用其他类型的按次烛光来进行交叉考证，能否先容什么是按次烛光？

弗里德曼：按次烛光是天体裁中的一个术语，指的是也曾知说念光度的天体。其中最常用的按次烛光之一是造父变星。

造父变星的特质其亮度随时辰呈现周期性变化。简短一百年前，天体裁家亨丽埃塔·莱维特发现，光变周期越长的造父变星，其亮度就越大。

当咱们提到按次烛光时，指的是八成用来测量距离的恒星。假定咱们在不同距离的星系中不雅测到某个造父变星，若是不雅测到它的亮度，况兼知说念它在星河系中的皆备亮度，通过比较它的不雅测亮度和已知的皆备亮度，就不错使用距离经常反比定律来计算星系的距离。

理思情况下，咱们但愿能找到一种按次烛光，这种天体的亮度不需要通过周期等其他法子来“按次化”。咱们的讨论小组正在发展一种新的按次烛光——红巨星。

红巨星比造父变星更常见，这些恒星在近红外波段有恒定的光度。咱们不错在不同距离的星系中不雅测这些红巨星，并通过测量它们的亮度来推算星系的距离。

我一直秉捏一个原则

作念任何责任都要使用多种法子

封面新闻：测量哈勃常数一直被视为充满挑战的责任，您能谈谈责任中濒临的费力吗？

弗里德曼：测量距离咱们数千万致使上亿光年的恒星尽头具有挑战性。

比如，当恒星物化时，会将尘埃颗粒开释到星际介质中。当咱们试图不雅测这些恒星时，尘埃会干涉不雅测，使得一些用来测量距离的恒星显得更暗澹，咱们会误以为它距离咱们更远。除了尘埃，还有许多肖似问题，咱们统称为系统性谬误。即使屡次进行测量，若是不改造这些系统性要素，遵循依然会受到影响。

另一个挑战是，每次使用新的仪器都需要进行校准。这意味着咱们必须了解探伤器的性能，这可能需要很永劫辰。而且，跟着星系距离增大，不雅测分辩率会渐渐镌汰。由于探伤器的像素大小是固定的，当不雅测到更远的星系时，它们的尺寸变小，恒星之间的彼此干涉会变得愈加严重。

除此以外，还有许多东说念主为要素。在数据分析进程中，过错是难以幸免的。

因此，我一直秉捏一个原则——作念任何责任时都要使用多种法子，这么不错幸免某些不着重发生的过错，确保遵循的准确性。

暗能量为何会加快天地扩张

仍然是一项未解之谜

封面新闻：暗能量仍然被视为天地学中最大的谜团之一，它与天地扩张也有密切的关连。您对它有什么成见？

弗里德曼：近几十年讨论者才意志到，天地不单是由咱们八成不雅测到的物资构成，还包括一些咱们肉眼看不见、电磁探伤器也探伤不到的暗物资和暗能量。

据测度，咱们能看见的通盘物资（包括地球、恒星、行星等）仅占天地的5%傍边，暗物资约占25%，暗能量约占70%。其中，暗物资具有质地，而暗能量莫得质地，对天地产生斥力效应，并加快天地的扩张。

暗能量的存在，与爱因斯坦的广义相对论密切筹商，但暗能量来自何处？为什么会加快天地的扩张，仍然是天地学的一项未解之谜。

天体裁的魔力在于

不把任何事物视为理所天然

封面新闻：是什么激勉了您对天地的兴味？你合计天体裁在哪些方面蛊卦您？

弗里德曼：我对天地感兴味，很猛进度是受到父亲的影响。我的父亲对天体裁有着浓厚兴味，他在我很小的本事就陪我一皆看夜空，并教给我筹商常识。但那时的我并没专诚志到，有一天会走上天体裁的说念路。

对我来说，天体裁的魔力在于它从不把任何事物视为理所天然，咱们需要斗胆提议假定，再去不休考证。若是一个假定被确认不开荒，咱们便不再接头它。这种基于凭据和感性推理的责任样子尽头蛊卦我，我不仅心爱这一范畴，还心爱这种每天收受挑战、不休学习的嗅觉。

天体裁范畴充满可能性性爱大师第一季

越来越多的女性进入这一范畴

封面新闻：您被《天然》杂志评为2024年度十大东说念主物之一。对此有何感受？

弗里德曼：得知这一音书，嗅觉尽头不测。咱们的团队一直在死力贬责对于天地扩张速率的不对，跟着詹姆斯·韦布空间千里镜的插手使用，咱们正在迟缓揭示天地的实质。天然咱们还莫得完全弄阐明，但八成以这种样子得到认同，照旧让东说念主感到尽头欢跃。

封面新闻：天文被视为男性主导的范畴，您对有兴味进入天文范畴的女性有何建议？

弗里德曼：尽管天文仍然是一个男性主导的范畴，但据我不雅察，越来越多的女性进入了这一范畴。

若是对天体裁、天体物理学以及科学充满兴味，现时恰是进入这个范畴的好契机。

天体裁范畴充满可能性，同期挑战性也尽头大，但这种挑战在其他任何范畴都可能发生。若是你的兴味在此，我饱读吹你绝不瞻念望地追求它。