JWST剛剛測量了宇宙的膨脹率。天文學家被難住了。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡測量了宇宙的膨脹率,對于宇宙學中最大的危機來說,結果并不是好消息。
這一發現與哈勃太空望遠鏡的測量結果一致。這意味著哈勃數據沒有錯誤,我們仍然處于僵局。
被稱為哈勃張力的不同測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計算我們的宇宙膨脹速度。
我們周圍的宇宙可能看起來不變,但我們所看到的一切實際上都在以巨大的速度遠離,稱為哈勃常數或 H0。目前還不清楚H0的速度有多快,因為不同的測量方法會返回不同的結果。
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間中凍結.
另一種方法是測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的規律性波動。

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,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.
這些測量已經重復執行,大大減少了每個估計值出錯的幾率。然而,至少某些數據仍有可能具有誤導性 - 特別是因為我們擁有的關于造父變星的一些最佳數據來自單一來源,哈勃太空望遠鏡。
“[造父變星]是測量一億或更多光年外星系距離的黃金標準工具,這是確定哈勃常數的關鍵一步。不幸的是,星系中的恒星擠在我們遙遠的有利位置的一個小空間里,所以我們經常缺乏將它們與視線鄰居分開的分辨率。天體物理學家亞當·里斯解釋道太空望遠鏡科學研究所(STScI)和約翰霍普金斯大學。
“建造哈勃太空望遠鏡的一個主要理由是解決這個問題......哈勃望遠鏡比任何地面望遠鏡具有更好的可見波長分辨率,因為它位于地球大氣層的模糊效應之上。因此,它可以識別距離超過一億光年的星系中的單個造父變星,并測量它們改變亮度的時間間隔。
為了切開任何遮擋光線的灰塵,靠近光學元件這些觀測需要在近紅外中進行,哈勃望遠鏡電磁頻譜的一部分并不是特別強。這意味著它獲得的數據仍然存在一些不確定性。
另一方面,JWST是一個強大的紅外望遠鏡,它收集的任何數據都不受同樣的限制。

里斯和他的團隊首先將JWST轉向一個已知距離的星系,以校準望遠鏡對造父變星的光度。然后他們在其他星系中觀察到造父變星。JWST總共收集了320個造父變星的觀測結果 - 大大減少了哈勃觀測中發現的噪音。
盡管哈勃數據如此嘈雜,確定距離的數據仍然與JWST的觀測結果一致。這意味著我們不能排除基于哈勃數據計算H0的可能性;每秒73公里/兆秒差距暫時存在,人為錯誤 - 至少在這種情況下 - 無法解釋哈勃張力。
我們仍然不知道是什么導致了緊張局勢。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,似乎施加負壓這加速了宇宙的膨脹。通過新的JWST測量,我們可能更接近答案。
“隨著韋伯確認哈勃的測量結果,韋伯的測量提供了迄今為止最有力的證據,證明哈勃造父變星光度法的系統誤差在目前的哈勃張力中沒有發揮重要作用。里斯 說.
“結果,更多有趣的可能性仍然擺在桌面上,緊張局勢的神秘感加深了。
結果已被接受天體物理學雜志,并且可在arXiv..