天文学家在宇宙深处，发现了一模一样的星系，宇宙出BUG了？

想象一下，在同一个星系里目睹同一颗恒星发生两次爆发，只是发生的时间不同，这听上去似乎不可能。

然而，如果借助詹姆斯·韦布空间望远镜这样强大的观测设备，再加上一种被称为引力透镜的宇宙现象，这样的奇观便真的可以出现在人类眼前。

天文学家在遥远星系MRGM0-138中探测到了第二颗超新星，而这颗星系正被一个巨大的星系团扭曲并放大，为观测提供了独特的窗口。

这是人类第一次在同一个被引力透镜作用的星系中发现两颗超新星，而这两颗超新星之间还有着奇妙的联系。

它们都被命名为"安魂曲"（Requiem），并且都对测量宇宙的膨胀速率至关重要，而宇宙膨胀速率正是当代宇宙学中最大的谜团之一。

围绕这次观测，人们会关心：韦布望远镜是如何探测到第二颗超新星的？它与哈勃望远镜此前观测到的第一颗超新星有哪些异同？这一发现又将如何影响人类对宇宙的理解？

值得一提的是，早在2022年，韦布望远镜曾经拍摄到13亿光年外的一组星系，奇怪的是它们长得竟然一模一样，从亮度到质量再到体积，都分毫不差，以至于当时有些科学家开始怀疑宇宙可能是某种虚拟的模拟，人们似乎终于发现了宇宙的BUG。

但事实并非如此，因为那组星系里的大部分都是虚像，真正具备实体的其实只有三个星系。之所以出现星系分身，是因为它们和地球之间存在一个更大的天体系统，引力扭曲了光线，导致本该看到三个星系的观测结果，变成了一大组几乎相同的星系。

这种奇特的现象，早在100多年前就被爱因斯坦所预测。在他的广义相对论中，大质量天体会扭曲周围的时空结构，进而影响侧后方经过的光线路径。

这种被称为引力透镜的现象，堪称宇宙中的天然放大镜，天文学家可以借助它看到更遥远、更暗淡的星系，同时也可以看到本不该在人类观测生命周期内出现两次的天文事件。

韦布望远镜近期观测的目标之一便是MRGM0138，这是一个距离地球大约100亿光年的遥远星系。它受到名为Max J0138的巨型星系团的引力透镜作用，而这个星系团距地球约40亿光年。

星系团在此扮演了一面巨大放大镜的角色，把MRGM0138的影像分裂成围绕在它周围的四个不同版本。

这四幅影像并不相同，它们各自具有不同的方向、放大率和时间延迟。这意味着来自每一幅影像的光线走过了不同的路径，花费了不同的时间才抵达地球，具体取决于星系团引力将其偏折的程度。

2023年11月，韦布望远镜在其中一幅影像中探测到了一处此前并不存在的亮斑，经过分析确认，这正是一颗超新星——也就是一颗濒死恒星发生的剧烈爆炸。超新星是宇宙中最为剧烈和明亮的事件之一，在短暂的时间里，它们的光芒甚至可以盖过整个星系。

但这并不是这个星系中第一次出现超新星的记录。早在2016年，作为韦布前辈和同伴的哈勃空间望远镜，就在同一星系的另一幅影像里探测到一颗超新星，并被命名为"安魂曲"。

令人惊讶的是，此次韦布望远镜发现的第二颗超新星，其实也是"安魂曲"。这背后正是前面提到的时间延迟效应在起作用：由于引力透镜的作用，同一星系不同影像中的光线抵达地球的时间并不一致。

因此，韦布看到的第二颗超新星，实际上就是哈勃早年看到的那颗恒星爆发所发出的另一束光线，只是它绕过了更远、更曲折的路径，比第一束光晚了数年才抵达人类的眼睛。

问题在于，不同方法测得的哈勃常数结果并不一致，彼此之间存在显著矛盾，这被称为"哈勃常数张力"。这种不一致对以宇宙均匀、各向同性为基本假设的标准宇宙学模型构成了挑战。

测量哈勃常数的一种方法基于宇宙微波背景辐射（CMB）：这是宇宙中最古老、来自最遥远处的光线，发射于大爆炸之后约38万年，是早期宇宙的一张"快照"，其温度和密度的微小起伏反映了宇宙的初始条件。

通过分析这些起伏，可以推断出宇宙的几何形态、组成和膨胀速率。该方法给出的哈勃常数约为每秒每兆秒差距67公里，也就是说，每距离326万光年，宇宙的膨胀速度就增加67公里每秒。

另一种测量方法则是宇宙距离阶梯，它通过一系列步骤，利用恒星、星系和超新星等不同类型的天体，逐级测量近处和远处的距离。它依赖于"标准烛光"的概念，即那些内禀光度已知的天体，借助其视星等即可推算距离。

其中最可靠的标准烛光之一是Ia型超新星，它们具有稳定而可预测的光度，且在宇宙尺度上均可观测。该方法给出的哈勃常数约为每秒每兆秒差距74公里，明显高于CMB方法。

两种方法都有严密的理论支撑，却给出了差异明显的结果，这让宇宙学家们困惑了许多年。

那么，位于引力透镜星系中的超新星如何帮助人们测量哈勃常数，甚至可能化解CMB方法和宇宙距离阶梯方法之间的张力？关键在于，这类超新星可以作为一种全新的标准烛光，其测量并不依赖宇宙距离阶梯，而依赖引力透镜效应和时间延迟，这种方法被称为时间延迟宇宙学。

具体做法是：通过测量星系不同影像中超新星的亮度和光谱，确定其内禀光度和类型；再通过测量不同影像间的时间延迟，利用广义相对论计算到透镜星系团的距离；最后结合超新星和星系团的红移，估算宇宙膨胀速率，进而得到哈勃常数。

该方法独立于宇宙距离阶梯，只依赖引力和光的物理规律。

不过，这一方法本身也并非完美，同样存在挑战与局限。例如，时间延迟的测量精度不高，会受到超新星探测精度和宿主星系亮度变化的影响；透镜模型的准确度同样有限，因为星系团的质量分布和形态尚未完全清楚。

此外，在被引力透镜作用的星系中发现的超新星数量极少，本身就非常稀有，难以捕捉。要提升这一方法的精度，就需要韦布和其他望远镜提供更多的数据与观测，并配合更精细的引力透镜模型与数值模拟。

那些在深空中"一模一样"的星系并非什么宇宙BUG，也不是模拟世界露出的破绽，而是引力透镜将同一天体的光线沿不同路径投送到地球所形成的多重影像。

正是这种由大质量天体扭曲时空所带来的天然放大效应，让人类得以窥见100亿光年之外的濒死恒星，甚至可以在不同时刻反复观看同一场爆炸的重播。

从爱因斯坦一百多年前写下广义相对论中的方程，到哈勃在2016年捕捉到第一颗"安魂曲"，再到韦布在2023年发现它的时空回声，人类对宇宙的探索方式已经悄然发生了转变。

引力透镜不再只是一个理论上的美丽结论，而成为撬动哈勃常数张力的一把新钥匙。

那些看似矛盾的观测结果，那些让人怀疑宇宙是否是虚拟的诡异画面，最终都指向同一个方向——宇宙并没有出错，出错的只是人类对它理解的深度。

随着更多被引力透镜放大的超新星被陆续捕捉，膨胀速率之谜或许终将在某一天被彻底破解。