JWST和哈勃在宇宙膨脹上達成了一致,這是一個主要問題
對宇宙膨脹率的新的、精確的測量正在出現(xiàn),它正在提供一個巨大的宇宙泡菜。
約翰·霍普金斯大學物理學家亞當·里斯(Adam Riess)領導的一個團隊利用哈勃數(shù)據(jù)和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的新觀測結果證實,以前的測量結果是正確的。盡管存在多年的爭論.
基于從太陽系到造父變星和Ia型超新星的巨大距離,用于創(chuàng)建“宇宙距離階梯”,我們的宇宙似乎確實以每秒 73 公里/兆秒差距的速度膨脹– 稱為哈勃常數(shù)的速率。
問題在于,其他測量方法哈勃常數(shù)返回不同的度量值??茖W家們認為,眾所周知,這種哈勃“張力”可能是人為錯誤。具有非常高置信度(8 sigma)的新測量意味著其他問題。
“隨著測量誤差的否定,剩下的是我們誤解宇宙的真實而令人興奮的可能性,”里斯 說.
哈勃張力很可能是最大的問題困擾著宇宙學,這與宇宙膨脹加速的速度有關——這是對宇宙的基本測量。我們有幾種方法可以推導它,但主要的兩種方法是標準蠟燭和標準尺子。
標準蠟燭是黑暗中的燈,具有已知的固有亮度。那是造父變星和Ia型超新星。如果我們知道某物的內在亮度,我們就可以高精度地計算出它的距離。造父變星和Ia型超新星為我們提供了大約每秒73公里/兆秒差距的哈勃常數(shù)。
標準尺子基于早期宇宙的信號。這些包括宇宙微波背景– 大約 380,000 年后首次流過宇宙的光生活大爆炸– 和重子聲振蕩,這兩者都為我們提供了大約 67 公里/秒/兆秒的哈勃常數(shù)。
無論科學家測量哈勃常數(shù)多少次,他們總是發(fā)現(xiàn)這種差異。這不僅僅是一個小小的曇花一現(xiàn)。例如,哈勃常數(shù)是我們用來衡量宇宙大小和年齡的工具之一。為了更好地了解宇宙,科學家們必須找到差異的根源。
目前的宇宙學模型在某些方面運行良好,因此提出的解決方案通常意味著其他東西會被破壞。因此,人為錯誤成為哈勃張力的一個有吸引力的解釋,因此科學家們不斷測量,重新測量,再測量,尋找我們塞滿的地方。
一種可能性是,我們在最初的哈勃測量中做錯了什么,所以里斯和他的同事們一直在使用JWST來檢查他們的工作。初始測量去年的觀測結果與哈勃望遠鏡的觀測結果一致;但有一種可能性是,我們凝視的太空越深,兩組測量結果的分歧就越大,哈勃造父變星的距離測量值隨著距離的增加而變得不那么準確。
好吧,現(xiàn)在JWST已經(jīng)趕上了哈勃望遠鏡,但事實并非如此。測量結果都是一致的。
“我們現(xiàn)在已經(jīng)跨越了哈勃觀測到的整個范圍,我們可以非常有信心地排除測量誤差作為哈勃張力的原因。里斯 說.“韋伯和哈勃的結合給了我們兩全其美的優(yōu)勢。我們發(fā)現(xiàn),當我們沿著宇宙距離階梯爬得更遠時,哈勃的測量仍然可靠。
所以,我們必須弄清楚我們不知道的是什么。引力波被稱為標準警報器的觀測可能是關鍵。目前,標準警報器上的誤差線是太大而無法做出自信的裁決,盡管它們似乎確實如此或多或少同意使用標準蠟燭。目前正在努力繼續(xù)進行測量;我們可能只需要耐心等待。
另一方面,新的測量結果意味著我們可以繼續(xù)對舊的哈勃望遠鏡充滿信心。真是個絕對的騎兵。
該團隊的研究結果已發(fā)表在天體物理學雜志快報.
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