その月の朝、太平洋の視界が遮られた部屋で、リースは彼の視力で第二のノーベル賞を持っているように見えた。 群衆の中の100人の専門家の中で、理論家や他の興味のある専門家と一緒に、すべての主要な宇宙論的プロジェクトの代表者を招待した—誰も成功の彼の会議の前に、H0Licowと呼ばれる宇宙学者のチームが、宇宙の膨張率の新しい測定値を発表しました。 6つの遠方のクエーサーの光によって、H0Licowはh0をメガパーセクあたり73.3キロメートル/秒で固定した—プランクの予測よりも有意に高い。 重要なのは、H0Licowの73.3が、RIESS率いるチームであるSH0ESによるh0の測定値にどれだけ近づいたかでした。 SH0ESは、宇宙論的距離を測定する段階的な方法である”cosmic distance ladder”を使用して宇宙膨張を測定します。 月のSH0ESの最新の測定では、H0を74で特定しました。0、H0Licowの誤差マージン内で十分です。

“私の心はaflutterだった、”リースはサンタバーバラの二週間前にH0Licowの結果を彼の初期の外観の、私に言いました。

6年間、SH0ESチームは、初期宇宙に基づく予測との不一致を発見したと主張しました。 さて、SH0ESとH0Licowの組み合わせの測定値は、典型的には新しい物理学の発見を意味する”ファイブシグマ”として知られている統計的なしきい値を ハッブル定数が67ではなく、実際には73または74である場合、Σ CDMには何かが欠けています—宇宙膨張を加速させるいくつかの要因。 物質とエネルギーのおなじみのミックスに追加されたこの余分な成分は、むしろ当たり障りのないΒ CDM理論が提供するよりも宇宙論の豊かな理解をも

彼の話の中で、リースは67と73の間の湾について、”この違いは堅牢であるように見える。”

“私たちはこれを”ハッブル-コンスタント-テンション”と呼んできたことは知っていますが、これを問題と呼ぶことはまだ許されていますか？”

彼はノーベル賞受賞者のデビッド-グロス、素粒子物理学者とカブリ理論物理学研究所（KITP）の元ディレクターに質問を入れて、会議が行われました。

“私たちはそれを緊張や問題と呼ぶのではなく、むしろ危機と呼ぶだろう”とグロスは言った。

“それから私たちは危機に瀕しています。”

宇宙を理解しようとしている人にとって、危機は大きな何かを発見するチャンスです。 プランク-チームのメンバーであるロイド-ノックスは、リースの後に語った。 “ハッブルの絶え間ない緊張は、私たちがずっと待っていた、または私たちの多くが待っていたUMPDMの刺激的な崩壊であるかもしれません”と彼は言いました。

ハッブル定数Surd

その日の会談が終わったとき、多くの参加者がホテル行きのバンに積まれました。 私たちは、右に海と遠くの左にサンタイネス山脈とヤシの木を過ぎて運転しました。 ウェンディ-フリードマン、装飾されたハッブル定数のベテランは、第二の行に腰掛けた。 62の薄く、穏やかな女性、FreedmanはH0の最初の測定を10%の正確さ以内にしたチームを導き、72の結果に2001年に到着した。

運転手、若い、ひげを生やしたカリフォルニア人は、ハッブルのトラブルとそれを何と呼ぶべきかの問題について聞いた。 緊張、問題、危機の代わりに、彼は無意味または非合理的な意味の”surd”を提案しました。 ハッブル定数surd。

フリードマンは、しかし、見かけの不一致についての平均conferencegoerよりも目まいが少ないように見え、それを本物と呼ぶ準備ができていませんでした。 “私たちはもっと仕事をしています”と彼女は静かに言って、ほとんど言葉を口にしていました。

フリードマンは、宇宙距離ラダー法を使用してH0測定を改善する数十年を費やしました。 長い間、彼女はセフェイド星を使用して彼女のはしごの段を校正しました—SH0ESもその宇宙距離のはしごで”標準的なろうそく”として使用する既知の明るさの同じ脈動星。 しかし、彼女は未知のエラーの原因を心配しています。 “彼女はすべての骨格が埋葬されている場所を知っている、”バリー Madore、フリードマンの白いウィスキーの夫とドライバーの隣にフロントに座って密接な協力者は言

フリードマンは、彼女、Madoreと彼らのカーネギー-シカゴハッブル計画（CCHP）は、新しい宇宙距離はしごを校正するために”赤い巨大な枝の先端”星（TRGBs）を使用するために数年前に着手した理由だと述べました。 TRGBsは、私たちの太陽のような星が人生の終わりに簡単に変わるものです。 肥大化して赤くなると、コア内のヘリウムが突然発火することによって引き起こされる特徴的なピーク輝度に達するまで、明るく明るくなります。 Freedman、Madore、Myung Gyoon Leeは1993年に、これらのピークを迎える赤い巨人が標準的なろうそくとして役立つことを最初に指摘しました。 今フリードマンは、仕事にそれらを入れていた。 私たちがバンから降ろされたとき、私は彼女の予定された話について彼女に尋ねました。 “それは明日の昼食後の第二の話だ”と彼女は言った。

“そこにいて、”私たちが別れたとき、マドーレは彼の目に輝きを持って言った。私は私のホテルの部屋に着いて、Twitterをチェックしたとき、私はすべてが変わっていたことがわかりました。

フリードマン、マドア、そして彼らのCCHPチームの論文はちょうど落ちていた。 赤い巨星の枝の先端を使って、彼らはハッブル定数を69.8で固定しました—セフェイドとH0Licowの73を使ったSH0ESの74.0の測定よりも特に短いです。クエーサーから3個、プランクの67.4個の予測よりも半分以上。 “宇宙はちょうど右、この時点で私たちをいじりですか？「ある天体物理学者がツイートしました。 物事はsurdなっていた。

Dan Scolnic、デューク大学に拠点を置くSH0ESのbespectacled若いメンバーは、彼、Riessと他の二人のチームメンバーが一緒に得ていたと述べました。 アダムと私は夕食に出かけ、私たちはこの時点まで見ていたもので、ケフェイドとTRGBsは本当に良い一致していたので、私たちはかなり当惑していました。”

彼らはすぐに紙の重要な変更に家に帰った：TRGBsの固有の明るさを測定するときの塵の影響を測定する新しい方法—宇宙距離はしごの最初のラング。 「私たちはこの新しい方法についてたくさんの質問をしました」とScolnicは言いました。 ベストウェスタンプラス全体に散らばって他の参加者のように、彼らは熱心に次の日フリードマンの話を待っていました。 スコニックは”明日は面白くなるだろう。”

距離のはしごを構築するには

緊張、問題、危機、surd—アメリカの天文学者エドウィン-ハッブルの銀河の距離と後退速度のプロットは、宇宙とその中のすべてが私たちから後退していることを示して以来、90年間ハッブルの一定の何かがあった（ハッブル自身の拒否にもかかわらず、この結論を受け入れる）。 史上最大の宇宙論的発見の一つである宇宙膨張は、宇宙が有限の年齢を持っていることを意味します。オブジェクトの後退速度とその距離の比は、ハッブル定数を与えます。

オブジェクトの後退速度とその距離の比は、ハッブル定数を与えます。

しかし、星や銀河がどれだけ速く後退しているかを知るのは簡単ですが、その周波数のドップラーシフトを測定するだけで、救急車が逃げるときにサイレンがピッチに落ちるのに似た効果があります。夜空の光のピンピックの距離を知るのははるかに難しいです。

1908年にケフェイド星が光度に比例する周波数で脈動することを発見したのは、ハーバード大学天文台の人間の”コンピュータ”の一人であるHenrietta Leavittでした。 大きな、明るいケフェイドは、小さな、薄暗いものよりもゆっくりと脈動します（大きなアコーディオンが小さなものよりも圧縮が難しいのと同じように）。 そして、遠くのケフェイドの脈動から、あなたはそれが本質的にどのように明るいかを読むことができます。 それを星がどのようにかすかに現れるかと比較すると、その距離とそれが入っている銀河の距離を知ることができます。1920年代、ハッブルはセフェイドとレヴィットの法則を用いて、アンドロメダと他の”らせん星雲”（彼らが知られていたように）は、私たちの天の川をはるかに超えた別々の銀河であると推測した。 これは、天の川が宇宙全体ではないことを初めて明らかにしました—宇宙は、実際には、想像を絶するほど広大であること。 ハッブルはその後、近くの銀河までの距離を推測するためにケフェイドを使用し、その速度に対してプロットされ、宇宙の膨張を明らかにした。

ハッブルは毎秒500キロメートルとして速度を過大評価したが、宇宙学者がより正確な宇宙距離のはしごを校正するためにセフェイドを使用したとしたため、その数は減少した。 1970年代以降、著名な観測宇宙学者でハッブルの弟子であるアラン-サンダージは、H0は約50であると主張した。 彼のライバルは、異なる天文観測に基づいて、約100の値を主張しました。 50対100の激しい議論は、サンデージも働いていたカリフォルニア州パサデナのカーネギー天文台でポスドクとして働いていた若いカナダ人フリードマンが、宇宙距離のはしごを改善するために着手したときに、80年代初頭に激怒していました。距離ラダーを作成するには、ケフェイドなどの既知の光度の星までの距離を調整することから始めます。

距離ラダーを作成するには、次のようにします。

これらの標準的なろうそくは、遠く離れた銀河のより暗いセフェイドまでの距離を測定するために使用することができます。 これは、同じ銀河の”タイプ1a超新星”の距離を与えます—予測可能な恒星の爆発は、はるかに明るく、まれですが、標準的なろうそくになります。 次に、これらの超新星を使用して、「ハッブル流」として知られる宇宙膨張の流れの中で自由に動いている銀河の中で、何百もの遠く離れた超新星までの距離を測定します。「これらは、速度と距離の比がH0を与える超新星です。しかし、標準的なろうそくのかすかさは、その距離を伝えることになっていますが、塵も星を暗くし、それらがあるよりも遠くに見えるようにします。

他の星の群れは、それらをより明るく（したがってより近く）見えるようにすることができます。 さらに、標準的なろうそく星であっても、年齢や金属量による固有の変動があり、修正する必要があります。 フリードマンは、系統誤差の多くの原因に対処するための新しい方法を考案しました。 彼女がサンデージよりもH0値が高くなり始めたとき、彼は拮抗的になりました。 「彼にとって、私は若い新興企業でした」と彼女は2017で私に言いました。 それにもかかわらず、90年代に彼女はハッブル宇宙望遠鏡キープロジェクト、新しいハッブル望遠鏡を使用してセフェイドと超新星までの距離をこれまで以上に正確に測定するミッションを組み立てて主導しました。 彼女のチームが2001年に発表した72のH0値は、50対100の議論の違いを分割しました。

フリードマンは二年後にカーネギー天文台の所長に指名され、サンデージのボスとなった。 彼女は優雅だったし、彼は軟化した。 しかし、”彼の死の日まで、”彼女は言った、”彼はハッブル定数は非常に低い値を持っていたと信じていました。”

フリードマンが72から10％以内の精度を測定してから数年後、ジョンズ-ホプキンス大学の教授であるリースは、彼が共同発見したダークエネルギーをよりよく理解することを期待して、h0を1％以内に釘付けにするために出発し、宇宙距離ラダーゲームに入った。 それ以来、SH0ESのチームは着実に梯子の段をきつく締めた—特に最初および最も重要:口径測定のステップ。 Riessがそれを言ったように、「何かはどれくらい離れていますか？ あなたは相対的なものを測定しています。”SH0ESは現在、cepheidキャリブレータまでの距離を測定する五つの独立した方法を使用しています。 “彼らはすべて非常によく同意し、それは私たちに多くの自信を与えます”と彼は言いました。 データを収集して分析を改善したため、H0周辺のエラーバーは2009年に5％、次に3.3％、次に2.4％、3月時点で1.9％に減少しました。

一方、2013年以来、プランクチームの宇宙マイクロ波背景マップのますます正確な反復は、H0の値をより正確に外挿することを可能にしました。 2018年の分析では、プランクはH0が67.4で1％の精度であることを発見した。 プランクとSH0ESが”四シグマ”以上離れていると、独立した測定のための絶望的な必要性が生じました。

H0Licowの創設者の一人であり、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の教授であるTommaso Treuは、ピサでの学生時代から、時間遅延コスモグラフィーを使用してハッブル定数を測定することを夢見ていた。 その代わりに、光が介在する物質の周りを曲がるときに形成されるクエーサーの異なる画像間の時間遅延を苦労して測定することによって、遠くの銀河のちらつき、輝く中心であるクエーサーまでの距離を直接決定します。