得益于来自放大的多重成像超新星的数据，由明尼苏达大学双城研究人员领导的团队成功地使用了首创的技术来测量宇宙的膨胀率。他们的数据为该领域长期存在的争论提供了见解，可以帮助科学家更准确地确定宇宙的年龄并更好地了解宇宙。

对宇宙膨胀率的首次测量对物理学和天文学中长期存在的争论产生了影响

该作品分为两篇论文，分别发表在世界顶级同行评审学术期刊之一的《科学》杂志 和天体物理学和天文学的同行评审科学期刊《天体物理学杂志》上。

在天文学中，有两种对宇宙膨胀的精确测量，也称为“哈勃常数”。一个是根据附近对超新星的观测计算得出的，第二个是使用“宇宙微波背景”或大爆炸后不久开始在宇宙中自由流动的辐射。

然而，这两个测量值相差约 10%，这引起了物理学家和天文学家的广泛争论。如果这两种测量都是准确的，那就意味着科学家目前关于宇宙构成的理论是不完整的。

“如果新的、独立的测量结果证实了哈勃常数的两次测量之间存在这种分歧，那么它将成为我们对宇宙理解的盔甲上的一个裂缝，”两篇论文的第一作者、该大学的助理教授帕特里克凯利说。明尼苏达物理与天文学院。“最大的问题是一项或两项测量是否可能存在问题。我们的研究通过使用一种独立的、完全不同的方法来测量宇宙的膨胀率来解决这个问题。”

明尼苏达大学领导的团队能够使用凯利在 2014 年发现的一颗超新星的数据计算出这个值——这是有史以来第一个多重成像超新星的例子，这意味着该望远镜捕获了同一宇宙事件的四张不同图像。发现后，世界各地的团队预测这颗超新星将在 2015 年重新出现在一个新的位置，明尼苏达大学的团队检测到了这张额外的图像。

这些多幅图像的出现是因为这颗超新星被星系团引力透镜化，这是一种星系团的质量弯曲并放大光线的现象。通过使用 2014 年和 2015 年图像出现之间的时间延迟，研究人员能够使用挪威天文学家 Sjur Refsdal 于 1964 年开发的理论测量哈勃常数，该理论以前无法付诸实践。

凯利说，研究人员的发现并不能完全解决争论，但它们确实提供了对问题的更多见解，并使物理学家更接近于获得对宇宙年龄的最准确测量。

“我们的测量有利于宇宙微波背景的价值，尽管它与超新星的价值并没有强烈的分歧，”凯利说。“如果对也被星团引力透镜的未来超新星的观测产生类似的结果，那么它将确定当前超新星值或我们对星系团暗物质的理解存在问题。”

使用相同的数据，研究人员发现一些当前的星系团暗物质模型能够解释他们对超新星的观察。这使他们能够确定星系团中暗物质位置的最准确模型，这个问题长期以来一直困扰着天文学家。

这项研究主要由 NASA 通过太空望远镜科学研究所和国家科学基金会资助。