JWST剛剛測(cè)量了宇宙的膨脹率。天文學(xué)家被難住了。

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡測(cè)量了宇宙的膨脹率，對(duì)于宇宙學(xué)中最大的危機(jī)來(lái)說(shuō)，結(jié)果并不是好消息。

這一發(fā)現(xiàn)與哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的測(cè)量結(jié)果一致。這意味著哈勃數(shù)據(jù)沒(méi)有錯(cuò)誤，我們?nèi)匀惶幱诮┚帧?/p>

被稱為哈勃張力的不同測(cè)量方法之間的分歧仍然存在 - 因此我們將不得不依靠其他方法來(lái)計(jì)算我們的宇宙膨脹速度。

我們周?chē)挠钪婵赡芸雌饋?lái)不變，但我們所看到的一切實(shí)際上都在以巨大的速度遠(yuǎn)離，稱為哈勃常數(shù)或 H0。目前還不清楚H0的速度有多快，因?yàn)椴煌臏y(cè)量方法會(huì)返回不同的結(jié)果。

一種方法是查看早期宇宙的遺跡，例如宇宙微波背景或聲波在時(shí)間中凍結(jié).

另一種方法是測(cè)量與具有已知固有亮度的物體的距離，例如Ia型超新星，或造父變星變星，其光以與其固有亮度相關(guān)的規(guī)律性波動(dòng)。

第一種方法傾向于返回每兆秒差距約67公里/秒的膨脹速率。第二個(gè)，大約每秒每兆秒差距73公里。兩者之間的差異稱為哈勃張力.

這些測(cè)量已經(jīng)重復(fù)執(zhí)行，大大減少了每個(gè)估計(jì)值出錯(cuò)的幾率。然而，至少某些數(shù)據(jù)仍有可能具有誤導(dǎo)性 - 特別是因?yàn)槲覀儞碛械年P(guān)于造父變星的一些最佳數(shù)據(jù)來(lái)自單一來(lái)源，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡。

“[造父變星]是測(cè)量一億或更多光年外星系距離的黃金標(biāo)準(zhǔn)工具，這是確定哈勃常數(shù)的關(guān)鍵一步。不幸的是，星系中的恒星擠在我們遙遠(yuǎn)的有利位置的一個(gè)小空間里，所以我們經(jīng)常缺乏將它們與視線鄰居分開(kāi)的分辨率。天體物理學(xué)家亞當(dāng)·里斯解釋道太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所（STScI）和約翰霍普金斯大學(xué)。

“建造哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的一個(gè)主要理由是解決這個(gè)問(wèn)題......哈勃望遠(yuǎn)鏡比任何地面望遠(yuǎn)鏡具有更好的可見(jiàn)波長(zhǎng)分辨率，因?yàn)樗挥诘厍虼髿鈱拥哪：?yīng)之上。因此，它可以識(shí)別距離超過(guò)一億光年的星系中的單個(gè)造父變星，并測(cè)量它們改變亮度的時(shí)間間隔。

為了切開(kāi)任何遮擋光線的灰塵，靠近光學(xué)元件這些觀測(cè)需要在近紅外中進(jìn)行，哈勃望遠(yuǎn)鏡電磁頻譜的一部分并不是特別強(qiáng)。這意味著它獲得的數(shù)據(jù)仍然存在一些不確定性。

另一方面，JWST是一個(gè)強(qiáng)大的紅外望遠(yuǎn)鏡，它收集的任何數(shù)據(jù)都不受同樣的限制。

里斯和他的團(tuán)隊(duì)首先將JWST轉(zhuǎn)向一個(gè)已知距離的星系，以校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡對(duì)造父變星的光度。然后他們?cè)谄渌窍抵杏^察到造父變星。JWST總共收集了320個(gè)造父變星的觀測(cè)結(jié)果 - 大大減少了哈勃觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)的噪音。

盡管哈勃數(shù)據(jù)如此嘈雜，確定距離的數(shù)據(jù)仍然與JWST的觀測(cè)結(jié)果一致。這意味著我們不能排除基于哈勃數(shù)據(jù)計(jì)算H0的可能性;每秒73公里/兆秒差距暫時(shí)存在，人為錯(cuò)誤 - 至少在這種情況下 - 無(wú)法解釋哈勃張力。

我們?nèi)匀徊恢朗鞘裁磳?dǎo)致了緊張局勢(shì)。主要候選人之一是暗能量– 一種神秘的、身份不明但看似基本的力量，似乎施加負(fù)壓這加速了宇宙的膨脹。通過(guò)新的JWST測(cè)量，我們可能更接近答案。

“隨著韋伯確認(rèn)哈勃的測(cè)量結(jié)果，韋伯的測(cè)量提供了迄今為止最有力的證據(jù)，證明哈勃造父變星光度法的系統(tǒng)誤差在目前的哈勃張力中沒(méi)有發(fā)揮重要作用。里斯 說(shuō).

“結(jié)果，更多有趣的可能性仍然擺在桌面上，緊張局勢(shì)的神秘感加深了。

結(jié)果已被接受天體物理學(xué)雜志，并且可在arXiv..

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