解读2011年诺贝尔物理学奖：宇宙如何膨胀？( 二 ) _诺贝尔

光波的红移现象指的是：物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。在20实际20年代，世界上最大的天文望远镜投入使用之后，美国天文学家哈勃于1929年确认，遥远的星系均远离我们地球所在的银河系而去。星系不光在离我们而去，彼此之间也在相互远离，而且距离越远，逃离的速度就越快——这被称为哈勃定律（Hubble’s law），这也说明宇宙正在膨胀。
5、超新星的爆炸成为宇宙新的“标准烛光”
今年的诺贝尔物理学奖获得者当年认为，他们会测量到宇宙减速膨胀，测量出宇宙膨胀的速度是如何减慢的。他们采用的方法，从原理上讲，跟60多年前天文学家所用的方法是一样的——那就是给遥远的恒星定位，并测量它们如何运动。
那些光亮变化稳定的恒星中有一个关联：光变周期越长，亮度就越大。由于知道了视亮度和真实亮度，就可以计算恒星的距离，因此光变周期成为了计算变星距离的理想手段。也因此，一种被称为“造父变星”的恒星，成为早期宇宙的“标准烛光” 。所谓标准烛光，指的是人们可以用造父变星来测量视差法无法测量的特大距离。
“造父变星”是亮度有显著变化的恒星
在解释造父变星之前，先来看看什么是变星(variable star) ，狭义上指的是“亮度有显著起伏变化”的恒星。宇宙中，一些恒星在光学波段的物理条件和光学波段以外的电磁辐射有变化，天文学家将其称为变星，如光谱变星、磁变星、红外变星、X射线新星等。星空中那些亮度随时间而改变的恒星被称为变星。变星分很多种，光学变星和物理变星。光学变星因为双星互绕，当其中一个遮蔽到另外一个时，造成观测上的视觉差异，使得观测者认为恒星亮度改变。物理变星是因为恒星本身内源或者大气状态不稳定，造成亮度改变。它分为脉动变星和爆炸性变星。
“造父变星”是一类重要的变星的统称
荷兰人古德里克在研究仙王座恒星时，发现其中的一颗名为“仙王座δ”的亮度会有规律地起伏变化，在中国古代将“仙王座δ”称作“造父一”，因此这颗有规律变换光亮的恒星就被称为“造父一” 。而古德里克观察到“造父一”的光度周期（即从最暗变到最亮又回到最暗所需要的时间）是5天9小时，这是一种脉动型变星。此后人们发现了更多这样的变星，于是就将其中最重要的一类命名为“造父变星”，以最著名的变星成员“造父一”而得名。
结语：宇宙的加速膨胀是一个惊人的重大发现，因此其发现者获得诺贝尔奖也是意料之中的。但是，暗能量的本质仍是一个还未解决的问题。对这一问题的研究，也很可能是未来基础物理学发展的突破口。所以2011年诺贝尔物理学奖的发现，也只是向科学界揭露了一个95%的成分仍然未知的宇宙。
【解读2011年诺贝尔物理学奖：宇宙如何膨胀？】1996年5月《天文学期刊》收到一份关于揭示暗能量存在的投稿，几十年来，物理学家们一直相信万有引力应该会使宇宙的膨胀速度慢下来。而同年晚些时候发布的关于一项独立工作的研究表明，实际上宇宙在加速膨胀，这股令宇宙膨胀的力量就是暗能量。马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科学研究所的理论物理学家马里奥·利维奥（Mario Livio）曾用比喻来形容它：“把我的钥匙抛向空中，地球的引力使这串钥匙向上的速度慢下来并回到我的手中。”但暗能量却使“钥匙突然直冲天花板。”