http://pansci.asia/archives/114189哈伯常數（H0），是貫穿整個宇宙學研究領域的基本數值，可以用來說明宇宙膨脹得多快、估算宇宙年齡、宇宙的體積大小、宇宙裡有多少暗物質。
這張照片居中的 HE0435-1223，素以「得到很漂亮的重力透鏡效果」聞名。圖像顯示的是 HE0435-1223 和它周圍的 4 個「分身」影像──因為碰上了宇宙中的透鏡而產生「分身」。扮演「宇宙透鏡」的星系質量很大，重力很強。和眼鏡店裡的那些鏡片類似，「宇宙透鏡」把位在其正後方的 HE0435-1223 類星體所發出光線之光路改變。
順便一提，HE0435-1223 是這 4 個「分身」的「本尊」，中間的透鏡星系不是本尊，是質量特別大的星系，負責提供透鏡效果，前者稱為背景星系，後者稱為前景星系，較遠的在後，較近的在前。但是，因為角度的關係，圖中並無法分辨出孰為前景或背景。
就是這樣的「透鏡系統」，最近成為測量宇宙膨脹的最新工具。
LiCOW 測量哪些東西？
重力透鏡現象是在宇宙中，三點排成一直線的偶然結果。首先，三點的其中一個是地球；位於地球和最遠那一點的中間者，通常是質量比較大的天體（譬如星系），也稱為「前景」星系；三點中最遠的，則稱為「背景」星系，本身是極為明亮的天體，所發出的光，在經過前景大質量星系周圍時，大質量星系的重力場會讓經過它的光就像穿過一片玻璃透鏡一樣，光的路徑也會發生改變。這個過程有時還能把遠端明亮天體的影像複製出好幾個分身影像。
H0LiCOW 這項計畫（註 1），廣泛使用許多知名的地面型及太空望遠鏡（註 2）觀測到的透鏡星系圖像，用在哈伯常數的測量上。
究竟此團隊掌握什麼獨家技巧能做這樣的測量呢？原來，他們的想法是這樣，重力透鏡影像之產生，其實都存在著一些參數：「前景透鏡星系在形狀上的差異」、「遠端背景光源位置並不總是剛好對齊在正中央」等，因這些參數不同，遠端光線從一開始出發到抵達，途中走的路徑都不一樣，結果各自抵達地球也就有了時間差。
https://youtu.be/h-ISrSrFTKY?t=92至於遠端光源，因為類星體的特色使然（H0LiCOW 計畫中的遠端光源都是「類星體」）：能量強、很明亮、變化規律，天文學家經年累月觀測它們規律地閃爍，這種閃爍的特性，在每個受到透鏡作用的「分身」影像上，都一樣可以辨認得到。於是，這就可以用於確認每個分身影像抵達地球的時間差是多少，更重要的是，這樣的差異數值，直接和哈伯常數相關。
瑞士 EPFL 研究員 Frédéric Courbin 在團隊共同發布新聞稿中表示，H0LiCOW 團隊的這種方法，在目前用來測量哈伯常數的一些方法中，是最簡單又最直接的一種，因為只用到幾何學和廣義相對論，不需要用到其他假設。值得一提的是，這個結果的精確率達到 3.8%。德國馬克思–普朗克天文物理研究中心蘇游瑄團隊相信，未來的巡天觀測計畫將持續找到成百上千的更多重力透鏡類星體，重力透鏡時間差用於測量哈伯常數的這個方法非常有競爭力，得到的哈伯常數可望達到 1% 的準確度。
哈伯常數是多少？
H0 的單位是公里/秒/每百萬秒（km/s/Mpc）差距，百萬秒差距是一種天文學所使用的距離尺度，1 百萬秒差距等於 326 萬光年。H0 的公式看起來很簡單，即 H0＝速度／距離，此速度是星系在直線上的遠離速度，因為宇宙在膨脹，所以遠方天體都在向後退。所以，用星系的運動速率除以星系和我們之間的距離，可以測量宇宙膨脹率。
測量哈伯常數有什麼重要？
測量哈伯常數以及掌握此數值所代表的意義，在研究宇宙如何創生和演化的無論計算或模型上，都是不可或缺的基本要素。H0LiCOW 合作計畫大部分研究，是蘇游瑄在臺灣中央研究院天文所擔任助研究員期間完成，她目前轉到德國馬克思–普朗克天文物理研究中心工作，對於測量哈伯常數到底有什麼重要，蘇游瑄說：
「哈伯常數對現代天文學至關重要，因為它能協助我們去證實或反駁『宇宙是由暗能量、暗物質和普通物質組成』──這樣的宇宙認知，到底是否正確，或者是我們還少了某些關鍵。」
她還指出，哈伯常數對最新的天文研究領域非常關鍵，因為它可以幫我們檢視，現在我們所認知的宇宙，到底是對還是不對？究竟宇宙是不是由暗能量暗物質和普通物質所組成？還是，宇宙中還有什麼我們仍不知道？
測量哈伯常數很難嗎？
精確測量哈伯常數相當困難。推估運動速率是很直接，不會模稜兩可，但是，距離多少，這在天文學裡相當難算，只能用我們稱之為「標準燭光」的東西來測量。「標準燭光」的天體具有非常精確而已知的亮度，只要測量天體的亮度，拿它來和標準燭光做個比較，就可以推算出距離。
在過去幾十年計算哈伯常數的歷史中，所用到的標準燭光是「造父變星」和 「Ia 型超新星」，後者特別指在雙星系統裡所發生的「超新星爆發」。
獨立測量哈伯常數有何特殊含義？
科學界賦予獨立測量一種獨特的地位。一個數值能夠以多種測量方式取得，其精確度和正確性就可能越高。由 H0LiCOW 團隊獨立測量得出的哈伯常數測量值，和 2016 年哈伯太空望遠鏡在鄰近宇宙所得到的測量值非常一致（註3）。這是值得強調的事實。
哈伯常數有三種，既有一致，也有不同，誰對了？
哈伯常數到底是多少，不是該拍板定案了？除非哪裡有問題？沒錯，問題來了，測量鄰近宇宙和測量大霹靂後所殘留的宇宙微波背景輻射（古早宇宙）的結果，不一致。
哈伯望遠鏡和 H0LiCOW 團隊從鄰近宇宙得到的數值接近，但是與目前的宇宙標準模型不合，而普朗克衛星測得的宇宙微波背景輻射得到的哈伯常數值，和宇宙標準模型很速配，但是卻和哈伯望遠鏡和 H0LiCOW 所得數值略差一截。
為什麼這些數值差這麼多，尤其他們的精確度卻又都是如此之高（參考註 3）？答案有可能是，其實我們根本不完全懂這個宇宙。這項差異有可能引領宇宙學進入一個前人未知的探索領域，是我們現有的宇宙觀和宇宙模型還未納入的新物理。
註解：
H0LiCOW 全名是 H0 Lenses in COSMOGRAIL’s Wellspring。
該研究使用到的望遠鏡包括有：哈伯太空望遠鏡（NASA/ESA）、凱克望遠鏡、甚大望遠鏡（ESO）、Subaru 望遠鏡、Gemini 望遠鏡、臺灣團隊參與儀器研發的「加法夏望遠鏡」（Canada-France-Hawaii telescope）、 NASA 的史匹哲太空望遠鏡。研究還使用到 Swiss 1.2-metre Leonhard Euler Telescope 和 MPG/ESO 2.2-metre telescope 等望遠鏡所提供資料。
根據歐洲太空總署和哈伯太空望遠鏡 2017 年 1 月 26 日發布的新聞稿：H0LiCOW 團隊得到的哈伯常數值是 71.9±2.7 公里/秒/百萬秒差距，即「每增加百萬秒差距的距離，膨脹秒速增加 71.9 公里誤差 2.7 公里」。另一科學團隊於 2016 年以哈伯太空望遠鏡測得之值是 73.24±1.74 公里/秒/百萬秒差距。歐洲太空總署普朗克衛星於 2015 年測量的哈伯常數是 66.93±0.62 公里/秒/百萬秒差距，仍是目前最精確的哈伯常數值。其精確度高低，看 ± 後面的數字可以知道，普朗克的誤差值是 0.62 公里，換言之，它如果是對的，其他測量法得到的結果應該在 66.31~67.55 公里/秒/百萬秒差距這個範圍之間，但其他測量方法得到的結果卻並不在這個區間，這顯示重大研究結果之間出現不一致。
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