JWST 的深場影像包含超過 20,000 個星系。
圖片來源：NASA、ESA、CSA、STScI
宇宙正在經歷加速膨脹。所謂的哈伯常數表示膨脹的速率，天文學家有幾種方法可以測量它。但有一個大問題。主要方法彼此之間存在嚴重分歧。這就是哈伯張力，挑戰我們所知道的關於宇宙的一切（以及一些我們不知道的事情）。
計算膨脹率的兩種主要方法如下。您可以測量宇宙微波背景 (CMB)，這是宇宙大爆炸大約 40 萬年後釋放的第一束光。或者，您可以測量許多星系的距離以及它們由於星系之間的空間膨脹而遠離我們的速度。
第一種方法給出的值為 67.4 公里每秒每兆秒差距。這個測量單位乍看之下可能有點奇怪。這意味著，如果兩個星系相距 1 兆秒差距（326 萬光年），則宇宙膨脹使它們看起來像是以每秒 67.4 公里（41.9 英里）的速度相互遠離。使用星系距離法，該值為每秒每兆秒差距 72.8 公里。每個值的不確定性都很小且不重疊。
對於相同的物體，[JWST] 測量結果與哈伯望遠鏡相同，因此它強化了張力的情況。
亞當·里斯教授
這哈伯太空望遠鏡是哈伯緊張傳奇的根源；其觀察結果是這項挑戰的關鍵部分。天文學家一直在使用其後繼者詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）來證實或否認這一數據。
由諾貝爾獎得主 Adam Riess 領導的團隊使用了 JWST 數據的最大樣本來更好地估計哈伯常數，並再次發現緊張局勢仍然存在。 JWST 資料雖然存在更大的不確定性，但發現膨脹速度為每秒每兆秒差距 72.6 公里。
「對於相同的物體，[JWST] 測量結果與哈伯望遠鏡相同，因此它強化了張力的情況，因為它排除了張力是由哈伯望遠鏡測量中的缺陷引起的，”里斯教授來自約翰霍普金斯大學的教授告訴 IFLScience。
今年早些時候，芝加哥大學的溫迪·弗里德曼教授和她的團隊利用 JWST 的數據樣本來估計膨脹率，並找到了哈伯數據和宇宙微波背景之間的數值。這並不被視為討論的結束，但它給了一些希望，也許解決方案確實介於兩者之間。
在我們的訪談她與弗里德曼一起闡述瞭如何透過 JWST 進行更多觀察來獲得更多數據；這項新工作結合了弗里德曼的數據和其他觀察。相似或重疊物件的小樣本完全有可能找到不同的中心值和較大的不確定性。這稱為樣本變異數。
「這是一個有用的類比：您試圖測量高速公路上的交通速度。您使用雷達槍測量幾輛汽車並獲得平均值。其他人使用不同的雷達槍。當他們測量相同的汽車時，他們會得到平均值同樣的平均值。
「但是，如果他們測量不同組汽車的速度並且兩個樣本都很小，您可能會看到差異。答案是測量更大的樣本（以減少樣本方差）或比較相同的汽車（同類比較） ）來交叉檢查雷達槍。
JWST 數據本身俱有很大的不確定性，雖然與哈伯數據的一致性強化了這一論點，但還需要從更遙遠的星系收集更多數據來強化這一說法。很少有其他方法能夠支持一個陣營或另一個陣營。有可能其中一種或兩種方法都沒有正確估計其不確定性，而答案就在中間。或者，我們的宇宙理論可能需要改變。錯在我們的星星，還是我們自己？
「觀測到的宇宙膨脹率與標準模型的預測之間的差異表明我們對宇宙的理解可能是不完整的。隨著美國宇航局的兩架旗艦望遠鏡現在相互證實了彼此的發現，我們必須非常認真地對待這個[哈伯張力]問題——這是一個挑戰，但也是一個了解我們宇宙更多信息的絕佳機會，」里斯教授在一篇文章中解釋。陳述。
該研究發表於天體物理學雜誌。
