这百万分之一的宇宙爆炸是测量整个宇宙的关键
超新星Winny。图片来源：uux.cn/SN Winny 研究集团
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：近百年来，天文学家一直知道一件令人惊讶的事：宇宙正在膨胀。星系正在漂移，被空间本身拉伸的织物带走。但有一个顽固的问题始终无法解决。这种扩张到底有多快？宇宙历法艺术
答案被包裹在一个被称为哈勃常数的单一数字里。听起来很简单——只是一个价格。然而，这个数字已成为现代宇宙学中争议最激烈的数值之一。不同的测量方法存在分歧，而这种分歧已变得如此尖锐，以至于挑战了宇宙学标准模型的根基。
现在，慕尼黑工业大学、路德维希·马克西米连大学以及马克斯·普朗克天体物理研究所和马克斯·普朗克地外物理研究所的研究团队，或许已经找到了新的前进道路。他们的方法并不依赖攀登宇宙阶梯或窥视大爆炸的古老余晖。相反，故事以一场罕见且耀眼的宇宙爆炸开始，被称为“SN Winny”。
一颗本不该存在的超新星——超过五倍
这颗超新星的官方名称是SN 2025wny，但研究人员亲切地称它为SN Winny。它距离它有难以想象的100亿光年。更令人惊讶的是，它属于一种罕见的超光亮超新星类别，恒星爆炸比典型的爆炸更为明亮。
但它的亮度并不是唯一的惊喜。
当天文学家朝它方向观察时，他们没有看到一次爆炸。他们看到了五个。
同一场超新星在夜空中出现了五次，就像宇宙烟花在爆发中被冻结。这并不是因为五星爆炸。这是由于一种称为引力透镜效应的现象。
地球和Winny之间坐落着两个前景星系。当超新星的光向我们移动时，这些星系的巨大引力会弯曲并引导它。光线被强行沿着空间中不同的路径传播，就像河流中溪流绕过岩石而分开。
由于这些路径长度不相同，爆炸产生的光不会一次性全部到达。相反，它到达地球的时间略有不同，产生了五张同一事件的独立图像。
它很美。这很奇怪。而且它极其有用。
追逐百万分之一的对齐
找到这样的系统极其不可能。发现一颗与合适引力透镜完美对齐的超光超新星的概率估计低于百万分之一。
该团队由TUM观测宇宙学副教授、马克斯·普朗克天体物理研究所研究员Sherry Suyu领导，进行了六年的探索。他们列出了一份有前景的引力透镜清单，等待着其中一个后面出现合适的宇宙爆炸。
2025年8月，这件事发生了。SN Winny与他们预测的镜头完全匹配。
那是科学家梦寐以求的时刻：多年的耐心准备遇上了罕见的宇宙恩赐。
绘制第一幅高分辨率肖像
引力透镜超新星极为罕见，因此迄今仅有少数此类测量尝试。它们的准确性依赖于一个关键点：科学家们能多好地测量进行透镜化的星系质量分布。
质量决定了光的弯曲强度。如果质量模型错了，哈勃常数的计算也会错。
为了进一步完善理解，MPE和LMU的团队成员转向了大型双筒望远镜。该望远镜位于亚利桑那州，配备两面8.4米镜面和先进的自适应光学系统，可校正地球大气的模糊效应。
结果具有历史意义：该系统首次发布的高分辨率彩色图像。
在图像中，两个前景星系位于中心。他们周围闪烁着五个蓝色点——五个SN Winny的复制品——排列成类似爆炸烟花的图案。这种配置非常罕见。大多数星系尺度透镜系统只能产生两到四张图像。五个很罕见。
利用五个晶体的精确位置，TUM的初级研究员Allan Schweinfurth和LMU的Leon Ecker构建了首个详细的透镜质量分布模型。
他们的分析揭示了一些令人鼓舞的迹象。这两个星系整体上光和质量分布平滑且规律，表明它们过去并未碰撞过，尽管它们在天空中看起来很近。这种简单性很重要。一个干净、简单的镜头更容易准确建模。
而准确性就是一切。
名为哈勃张力的谜题
这项工作的紧迫性源于一个日益增长的宇宙学谜团——哈勃张力。
多年来，科学家们一直依赖两种主要方法来测量哈勃常数。两者都很有深度。两者都很精准。而且两者的答案也不同。
第一个是宇宙距离阶梯。这种“局部方法”逐步测量到邻近星系的距离。天文学家利用已知亮度的天体来估算距离，然后将这些距离与星系似乎远离的速度进行比较。每一步都依赖于精细校准。但由于这是一个多步骤的过程，细微的不确定性可能会积累，微妙地影响最终结果。
第二种方法则更深入地追溯过去。它研究宇宙微波背景，以及大爆炸后微弱的余晖。通过对早期宇宙进行建模并向前推测，科学家们计算出了今天应有的膨胀速率。这种方法极为精准。但这很大程度上依赖于对宇宙数十亿年进化过程的假设。如果这些假设不完整或有缺陷，结果可能会被扭曲。
这两种方法之间的分歧已成为宇宙学中最紧迫的问题之一。当宇宙在附近测量时似乎以一种速率膨胀，而从最早的光推断出时则以不同的速率膨胀。
有些地方说不通。
新路：时间本身的测量
这时SNWinny登场了。
引力透镜超新星提供了第三种独立测量哈勃常数的方法。科学家们没有通过攀爬距离阶梯或模拟早期宇宙，而是测量爆炸多张图像之间的时间延迟。
当超新星变亮和消退时，它的五个复制体在略有不同的时间发生。通过精确追踪这些延迟，并将其与精确建模的透镜星系质量分布结合，研究人员可以直接计算宇宙的膨胀速率。
正如苏尤团队的主要成员、超新星鉴定研究的第一作者斯特凡·陶本伯格所解释的，这种方法本质上是一种一步步的方法。与宇宙距离梯不同，它不依赖多个校准阶段。与宇宙微波背景辐射法不同，它不依赖于对早期宇宙的详细假设。
它的不确定性更少，且完全不同。
在一个独立确认无价的领域，这一点尤为重要。
看着烟花渐渐消退
全球天文学家现在正在使用地面和空间望远镜观测SN温尼。每一道光的闪烁，每一次亮度的变化，都是线索。
随着超新星演化，其五幅图像的时间点将被极其精确地测量。这些测量，结合透镜星系的详细质量模型，将得出哈勃常数的新估计值。
这是一个耐心的过程。这道光在100亿年前开始旅程，如今被用作宇宙的秒表。
为什么这很重要
乍一看，测量宇宙膨胀率似乎很抽象。纸上的一个数字。专家之间的争论。
但哈勃常数不仅仅是一个参数。它是理解宇宙历史、结构和最终命运的关键。如果不同方法持续存在分歧，这可能表明我们宇宙学模型中的某些根本性存在不完整。
SN Winny提供了一种罕见的东西：独立测试。一个全新的视角。一种不依赖以往假设的情况下衡量宇宙增长的方法。
该系统的非凡简洁——光滑透镜星系、干净的五图像配置——使其成为一个特别有前景的实验室。如果这种方法确认了哈勃张力的一侧，就能加强该测量。如果它落在意想不到的地方，可能会加深谜团。
无论哪种情况，它都推动了科学的发展。
近一个世纪以来，我们一直知道宇宙正在膨胀。如今，借助天空中出现五次的超光亮爆炸，我们或许能比以往更清楚地了解其速度。
有时候，需要跨越数十亿光年、百万分之一的对齐，才能揭示一个困扰我们几代人的问题。
研究详情
Stefan Taubenberger 等，《HOLISMOKES XIX：sn 2025wny，z=2，首颗强透镜超光亮超新星》，arXiv（2025）。DOI：10.48550/arxiv.2510.21694
L. R. Ecker 等，《HOLISMOKES XX》。双透镜星系透镜模型，含超新星温尼的五幅图像，arXiv（2026）。DOI：10.48550/arxiv.2602.16620
