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莉·苏尤（Sherry Suyu）迫不及待地盼望着太阳落山。六月过后，当地球绕太阳公转将个遥远的星系带到视野中时，她预计会看到颗在其生命末期爆炸。新星通常不会提前发出“邀请函”。但这颗名为“安魂曲”（SN Requiem）的新星此前已经爆发过三次。苏尤是马克斯·普朗克天体物理研究所的宇宙学，她预测这颗恒星将会再次爆炸——仿佛它不愿就此消亡。

这是种错觉。这颗恒星只爆炸过次，但它的死亡却通过引力透镜应不断重现。个巨大的星系团位于这颗破碎的恒星和地球之间，其强大的引力弯曲了新星的光线，迫使它沿着不同的路径传播，每次传播的时间也不同。结果，爆炸的闪光会在不同的地点和时间反复出现。2016年，这个引力透镜产生了三次闪光。在精确绘制了星系团的质量分布图后，苏宇和她的同事计出，它还会引光线沿着长的路径传播——四次闪光将在未来两年内出现。“我们做出了预测，也发表了结果，”苏宇说。现在，“我们只需等待。”

从六月开始，他们将每月使用哈勃太空望远镜观测次SN Requiem星系。如果哈勃望远镜发现任何异常，他们将借助NASA的红外天文台——詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）清晰的视野进行观测。他们希望实时观测这场光变秀，而不仅仅是为了验证他们的预测。通过测量时间延迟，他们可以精确地测量星系的距离。结星系的距离和它远离地球的速度（由其光线的“红移”指示），他们将计出哈勃常数：宇宙的膨胀速率。

现在我们有项技术蓄势待发……我们即将揭开帷幕。

哈勃常数是衡量宇宙的关键指标，在这个宇宙中，切都在不断膨胀，漂浮在宇宙的汪洋大海之上。这个数值表明宇宙诞生于大爆炸，而它的倒数则给出了宇宙的年龄，约为138亿年。

它也引发了激烈的争论。测量哈勃常数的两种主要法得出了不同的结果，研究人员十多年来直陷入僵局。“我们真的需要些新的法，比如三种测量哈勃常数的法，”谢菲尔德大学的宇宙学埃莉奥诺拉·迪·瓦伦蒂诺说道。苏尤引力透镜新星，以及预计由强大的新型巡天望远镜发现的数十颗其他新星，或许能够提供这三种法，并给出决定的结论。“我们正处于个非常有趣的转折点，”加州大学伯克利分校的天体物理学索尔·珀尔穆特说道，“我们已经具备了所有要的条件。”

近个世纪以来——自从埃德温·哈勃于1929年次提出他的估以来——天文学直以银河系为中心，向外哈勃常数。测量速度相对容易，只需测量物体光线向光谱红端的偏移即可。而测量距离则困难得多，这需要“标准烛光”：遥远星系中那些会以脉冲或闪光的式可靠地指示其距离的物体。天文学已经找到了足够多的这类“信标”，从而测量了约10亿光年范围内的哈勃常数，终确定其值为每百万秒差距约73公里每秒。（1秒差距等于3.26光年。）

近年来，宇宙学们反其道而行之包头家具封边胶厂家 ，从可观测宇宙的边缘向内探索哈勃常数。他们从宇宙微波背景辐射（CMB）——大爆炸的余晖——中保存的早期宇宙快照入手。宇宙微波背景辐射中的涟漪，是由穿过新生宇宙的声波引起的，为我们提供了个“标准标尺”，可以用来计那个原始时刻的哈勃常数。

然而，要将这个数值调整到今天，还须考虑另外两个因素。是暗物质，这种尚未被识别的物质，其引力会减缓星系向外膨胀的速度。二是暗能量，这种排斥力正在加速宇宙空间的膨胀。考虑到这些假设，宇宙学认为哈勃常数现在应该约为67。

这两个结果的计精度都达到了约1，留下了个巨大的差距，即所谓的“哈勃张力”。如果宇宙学的观点正确，那么定存在某种系统偏差——种未知的未知因素——扭曲了天文学传统的距离测量法。但如果天文学的观点正确，问题可能出在层次，在于宇宙学对宇宙的标准认知。迪·瓦伦蒂诺表示，如果天文学的观点能够解决哈勃张力问题，那就意味着宇宙学对暗物质和暗能量的理解并不完整。“我们直坚持这个模型……我们不愿放弃它。”

雪莉·苏尤预计安魂曲新星将在今年或明年再次出现。它可能对测定哈勃常数至关重要。阿斯特丽德·埃克特/TUM

苏宇等人指出，他们的引力透镜法（也称为时延宇宙学）不受标准烛光诸多棘手问题的影响。例如，造父变星的脉冲频率可以反映其固有亮度，从而可以根据其在天空中的亮度断其距离。但每颗恒星的化学成分及其周围尘埃的多少都会影响脉冲频率与亮度之间的关系。另种标准烛光，即所谓的Ia型新星，可以在远的距离上观测到。人们认为，当颗燃尽的恒星获得的新燃料达到临界阈值时，就会引发爆发，并产生可预测的峰值亮度。但天文学不断发现其他引发这些爆发的因素，这使得人们对它们的均匀产生了怀疑。

相比之下，时延宇宙学并不依赖于脉动或爆炸恒星的天体物理学，也不对暗物质或暗能量做任何假设。它仅依赖于星系或星系团作为引力透镜，以及新星等天体发出的明亮闪光作为时间戳。天文学只需测量观测到的闪光之间的延迟，并应用简单的几何原理：延迟时间即为路径长度的差值，而天体图像的位置则允许天文学进行三角测量，从而得出新星的对距离。

这个想法可以追溯到20世纪60年代初，当时引力透镜还只是理论上的概念。奥斯陆大学的研究生舒尔·雷夫斯达尔（Sjur Refsdal）提出了种法，利用模拟光线穿过玻璃透镜路径的几何工具，来计这种透镜如何弯曲光线。他的论文评审员起初并不信服——直到1964年他在《皇天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上发表了研究成果。在同期杂志上，雷夫斯达尔还提出了种应用该法的案。他认为， 利用透镜应拍摄的新星的延时图像，或许能够帮助我们计哈勃常数。

此前从未有人观测到引力透镜，遑论新星的多重像。但在二篇论文的结尾，雷夫斯达尔提出了个疑问：类星体——种近期发现的奇特明亮天体——是否也能起到类似的作用？类星体很快被确认为大质量黑洞，它们在遥远星系的中心不断吞噬物质，发出耀眼的光芒。有时，它们会“嗝”般地吞噬物质，并爆发出耀眼的光芒，产生亮度峰值，这或许能为天文学在引力透镜图像中寻找所需的“时间戳”。

如今，天文学通过观测天空中彼此靠近的孪生像，已经发现了数十个引力透镜类星体。但加州大学洛杉矶分校的天体物理学托马索·特鲁表示，利用它们来计哈勃常数并非易事。问题之在于类星体的光噪声很大，使得很难识别出某个特定的闪光事件，尤其是在它之后出现在不同的图像中时。等待这些闪烁也需要大量的望远镜观测时间，而繁忙的天文台很难抽出足够的观测时间。2002年，当时还在加州理工学院做博士后的特鲁和位同事发表了他们次尝试基于单个引力透镜类星体计哈勃常数的研究成果。“当时，我们能将精度提到20左右，就已经非常满意了包头家具封边胶厂家 ，”他说道。

新星和类星体面临的共同挑战是，如何确定引力透镜中的质量分布。与玻璃透镜不同，引力透镜可能充满团块和空隙，产生类似哈哈镜的影像，使得预测光线穿过引力透镜所需的时间变得困难。此外，还须考虑另个复杂因素。根据阿尔伯特·因斯坦的万有引力理论，光在穿过强引力场时速度会减慢，这会显著增加延迟。

宇宙的运行时间

詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对遥远新星“安魂曲”（SN Requiem）的观测，或许有助于解决关于哈勃常数（宇宙膨胀速度）的争议。个巨大的星系团位于新星和地球之间，万能胶生产厂家其引力使光线沿多条路径弯曲，致新星在不同地点和时间爆发。结光路的几何形状和时间延迟，我们可以揭示新星的距离，并获得哈勃常数的新测量值。

图形：N. BURGESS/ 《科学》杂志；数据：NASA；卫星图像：STEVEN RODNEY/南卡罗来纳大学；GABRIEL BRAMMER/宇宙黎明中心/尼尔斯·玻尔研究所/哥本哈根大学；图像处理：JOSEPH DEPASQUALE/STSCI

当特鲁和其他研究人员寻找多引力透镜类星体时，他们主要关注的是那些引力透镜应较为简单的类星体：单个星系而非星系团。天体物理学对单个星系（尤其是相对对称的椭圆星系）的质量分布已有相当入的了解。到2010年，特鲁和他的团队将另个单个类星体的探测精度提到了7以下。“终于，我们可以有所突破了，”他说。

然而，为了进步，他们须找到好的法来确定透镜内的质量分布。解决案来自种名为积分场光谱仪的仪器，它被安装在世界上强大的望远镜上，例如位于夏威夷的凯克望远镜、位于智利的甚大望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜。这些仪器将星系的图像分割成个个正形区域，并获取每个区域内的光谱，从而揭示其中恒星的运动速度。星系的引力越大，围绕它旋转的恒星速度就越快，因此这些观测结果可以改进星系质量及其分布的模型。

多个研究引力透镜类星体的团队联成立了名为TDCOSMO的作项目。2025年12月，他们发表了基于八个引力透镜类星体的新研究成果，其中大部分透镜都由詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）上的积分场光谱仪进行了观测。终得到的哈勃常数为71.6，介于天文学和宇宙学的预期值之间。精度提升至4.6，但仍不足以明确判断哈勃常数的低。特鲁表示，作项目的下步工作将分析多达12个类星体，团队预计这将使精度提升至2至3之间。

与此同时，希望找到引力透镜新星（雷夫斯达尔初提出的信号）的天文学们并没有闲着。

2014年，当时还在加州大学伯克利分校做博士后研究的帕特里克·凯利（Patrick Kelly）正在研究哈勃望远镜拍摄的巨型星系团图像，他利用这些图像作为宇宙放大镜来研究遥远的星系。在查看张11月份拍摄的星系团新图像时，他发现了四个之前从未出现过的明亮星暴。“我立刻就明白了那是什么包头家具封边胶厂家 ，”凯利说道，他现在就职于明尼苏达大学双城分校。

前景星系（中心）如同透镜般，在2014年产生了背景新星的四幅图像。这颗新星被命名为SN Refsdal，以纪念50年前预言了这应的Sjur Refsdal。参与拍摄的人员包括：NASA、ESA、S. Rodney/JHU、FrontierSN团队、T. Treu/UCLA、P. Kelly/UC Berkeley、GLASS团队、J. Lotz/STScI、Frontier Fields团队、M. Postman/STScI、CLASH团队以及Z. Levay/STScI。

在雷夫斯达尔预言50年后，天文学发现了个引力透镜新星，并将其命名为SN Refsdal。这颗新星的宿主星系被透镜应放大成六幅图像。天文学计得出，除了2014年发现的四幅图像外，此前还存在幅新星图像，而SN Refsdal将六次出现在图像中。

凯利说，观测人员全力以赴地收集数据，以帮助模拟透镜星系团的引力。些模型预测新星会在年内再次出现，但哈勃望远镜在2015年10月和11月都没有观测到任何动静。当时还是博士后研究员的苏宇参与了其中个建模小组。她说她当时“非常紧张”，因为他们的模型以99.9的置信度预测新星会在2015年底前再次出现。结果它如期在12月出现了。“那年我们收到了份提前到来的圣诞礼物，”苏宇说道。

次和后次观测到的新星出现之间的时间间隔，使得哈勃常数的值为64.8，精度为5.5。此后，天文学又发现了些其他引力透镜新星。其中些的时间间隔非常短，因此法得出如此精确的哈勃常数值。另些新星的预测重现时间对于心急的天文学来说太过遥远。初，SN Requiem的四次重现就属于这种情况，根据早期估计，它应该在2037年才会出现。

随后出现了个意想不到的结果：2023年，苏宇和她的团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）重新观测了引力透镜新星SN Requiem所在的星系团，并发现了二颗新星，它与SN Requiem在同背景星系中爆炸。由于同星系中存在两个潜在的哈勃常数测量值，研究团队试图构建出该星系团弯曲光线的佳质量模型。

作为透镜应，星系团比单个星系强大得多，它们造成的时间延迟以年或十年计，而非几天或几周。但模拟星系团的质量分布要复杂得多：每个星系团都包含数十甚至数百个成员星系，而每个星系都有其自身的暗物质和热气体晕，这些都须考虑在内。

苏宇说，先，研究人员须确定星系团的成员列表。他们利用甚大望远镜（VLT）获取了图像中每个星系的红移值，识别出80多个红移值相近的星系，这些星系很可能属于该星系团。他们根据星系的亮度估了其质量。然后，他们构建了个质量模型，并检查该模型是否会对除新星之外的背景天体造成扭曲，以符观测结果。“这是个迭代过程，”坎塔布里亚大学的安娜·阿塞布隆说，“我们从简单的模型开始，然后逐步增加复杂。这实际上是种艺术。”

苏宇组建了七个团队，每个团队立地运用不同的法构建各自的星系团质量模型。后，他们测试了这些模型对新星图像的重现果。苏宇和她的同事们随后创建了个综模型，该模型根据七个模型的能进行加权，并纳入了它们的输入数据。终预测新星“安魂曲”四次出现的时间是10年后，而不是20年。换句话说，就在未来两年内。“我真的认为这颗新星会在未来两年内再次出现，只是时间问题，”苏宇说道。

时机至关重要：如果新星“安魂曲”今年再次出现，哈勃常数的值将会升，从而证实天文学的观点。如果这颗新星要到明年才能被观测到，那么哈勃常数的值将会降低，这将支持宇宙学的观点。苏宇表示，她正努力保持中立。

位于智利的维拉·鲁宾天文台预计将在未来几周内启动项宇宙巡天观测。这有望使引力透镜新星的发现成为常态。鲁宾天文台；NOIRLab；SLAC；NSF；DOE；AURA；P. Horálek/奥帕瓦物理研究所

Suyu表示，SN Requiem本身的精度可以达到2到3，但这并不能满足所有人的需求。她终的目标是将精度提升到1以下，与现有的两种法持平。她说，到那时，“我们就能解决这个问题了。”

要得出明确的结论，还需要观测到多像SN Requiem这样的引力透镜新星。SN Requiem所在星系中的二颗引力透镜新星预计要到2030年代初才会再次出现。但詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）已经开始发现许多其他新星。自2021年发射以来，它已经发现了过10颗，其中8颗是通过项针对60个星系团进行长期观测、旨在实现各种科学目标的计划发现的。“过去我们可能每年或每隔几年才能发现次的这类新星，在过去4个月的观测计划中，我们平均每两周就能发现颗，”太空望远镜科学研究所的康纳·拉里森（Conor Larison）说。“JWST的分辨率在发现这类新星面确实要好得多。”

系列旨在入、广袤观测宇宙的新型巡天望远镜有望进步增加观测成果。欧洲的欧几里得太空望远镜（Euclid）将于2023年发射，并于今年晚些时候发布批数据。美国宇航局（NASA）的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope）也可能在年底前发射。位于智利的维拉·鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory）将在未来几周内启动项为期10年的宇宙巡天观测。今年3月，在正式巡天开始之前，鲁宾天文台仅用个晚上就让天文学们提前略了即将到来的景象：80万条潜在瞬变天体的警报，其中任何个都可能是引力透镜新星。“我们仍在学习，”苏尤（Suyu）说道，“这对我们来说确实是个全新的域，但与此同时，我认为它也开启了许多新的机遇。”

珀尔穆特迫切希望看到时间延迟宇宙学能否终确定膨胀宇宙的关键数值。“现在我们有了项蓄势待发的技术……我们即将揭开帷幕。”

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