เมื่อกล้องโทรทรรศน์ใหม่ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งกล้องjwst- มาออนไลน์มีความคาดหวังมากมายในการค้นพบสิ่งแปลกปลอมและท้าทายความเข้าใจในปัจจุบันของเรา ความคาดหวังนั้นมีผลไม้เบื้องต้นในหลาย ๆ พื้นที่ที่มุ่งเน้นไปที่กล้องโทรทรรศน์ แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ความสนใจได้รับเกี่ยวกับจักรวาลวิทยาและวิธีการสังเกตอาจพบรอยแตกในแบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลวิทยา-
นี่คือความเข้าใจที่ดีที่สุดในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับจักรวาล มันได้รับการพัฒนาและสูตรมานานหลายทศวรรษและมีพลังการทำนายที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับการกระจายของสสารในจักรวาล มันยากมากที่จะนำความท้าทายที่เหมาะสมมาด้วย - แต่อย่าปล่อยให้ความสำเร็จนี้หลอกคุณโมเดลนั้นไม่สมบูรณ์แบบ ส่วนประกอบสำคัญของมันคือพลังงานมืดและสสารมืดปัจจุบันคุณสมบัติสมมุติอย่างสมบูรณ์ ร่วมกันพวกเขาสร้าง 95 เปอร์เซ็นต์ของเนื้อหาที่มีพลังงานของจักรวาล แต่เราไม่รู้ด้วยซ้ำว่าพวกเขาเป็นจริงหรือไม่
JWST เองไม่ได้ตามล่าหาสสารมืดและพลังงานมืด แต่งานของมันศึกษากาแลคซีที่อยู่ใกล้และไกลช่วยปรับแต่งแบบจำลอง อัตราการขยายตัวของจักรวาลซึ่งได้รับอิทธิพลจากส่วนประกอบ“ มืด” เหล่านี้สามารถประเมินได้ด้วยกาแลคซี การทำความเข้าใจว่ากาแลคซีมีการเปลี่ยนแปลงและพัฒนาอย่างไรให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับแบบจำลองทางดาราศาสตร์ที่มีอยู่
ดร. แอรอนยูงเพื่อนหลังปริญญาเอกที่ศูนย์การบินอวกาศ Goddard ของนาซ่าเป็นนักทฤษฎีที่ทำงานกับนางแบบมานานก่อนที่ JWST จะไปถึงอวกาศ แบบจำลองเหล่านั้นมีอิทธิพลต่อโปรแกรมการสังเกตและตอนนี้การสังเกตครั้งแรกเช่นจากการสำรวจ ngdeepกำลังเกิดขึ้น
“ มันสนุกมากที่เชื่อมโยงทฤษฎีกับการสังเกตที่เกิดขึ้นจริงและตอนนี้เรารอคอยที่จะมีการสังเกตที่แท้จริงกลับมาและเผชิญหน้ากับการคาดการณ์เหล่านี้ในที่สุดเราต้องการถามคำถาม: เราได้เรียนรู้อะไรจากการสังเกตเหล่านี้” ดร. ยูงบอก Iflscience “ การเห็นกาแลคซีเหล่านี้บอกเรามากมายเกี่ยวกับแหล่งข้อมูลแต่ละแห่ง แต่ไม่มากเกี่ยวกับวิวัฒนาการในช่วงเวลาจักรวาล-การจำลองสามารถช่วยเราเชื่อมต่อสแน็ปช็อตเหล่านี้และเข้าใจฟิสิกส์พื้นฐานที่ขับเคลื่อนวิวัฒนาการของพวกเขา "
การสังเกตเหล่านั้นเป็นที่ที่แบบจำลองของยูงเข้ามาช่วยสร้างเส้นเวลาของวิวัฒนาการของแหล่งข้อมูลเหล่านี้ แบบจำลองในขั้นต้นสันนิษฐานว่าแบบจำลองมาตรฐานตามที่กำหนดและทำนายวิวัฒนาการของประชากรจำนวนมากของกาแลคซีตามฟิสิกส์ที่ค่อนข้างเข้าใจดีรวมถึงวัตถุที่ยังไม่ได้สังเกต
ดังนั้นภารกิจที่จะท้าทายหรือยืนยันรูปแบบจักรวาลไม่ใช่แฟลชในความมืด มันจะเป็นเครื่องเขียนช้า จะต้องมีการสังเกตจำนวนมากแม้ว่าจะมีการรายงานตัวอย่างแปลก ๆ สองสามฉบับเมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งกำลังเพิ่มคิ้วอย่างแน่นอน
เมื่อสัปดาห์ที่แล้วเราครอบคลุมการดำรงอยู่ของกาแลคซีผู้สมัครจากจักรวาลยุคแรกที่มีขนาดใหญ่เกินไปที่จะมีอยู่ตามรุ่นปัจจุบัน เนื่องจากพวกเขาทั้งหมดอยู่ในจุดเดียวกันในท้องฟ้าถ้าพื้นที่เป็นตัวแทนมันหมายถึงการมีอยู่ของประชากรจำนวนมากของกาแลคซี behemoth อย่างแท้จริงในช่วงต้นของประวัติศาสตร์ของจักรวาล - และนั่นไม่ได้บินไปพร้อมกับแบบจำลองมาตรฐาน
“ ปรากฎว่ากาแลคซีทั้งหมดที่เราพบนั้นมีขนาดใหญ่มากจนไม่มีก๊าซในจักรวาลในการสร้างกาแลคซีเหล่านี้นั่นเป็นข้อ จำกัด ที่ค่อนข้างยาก” ผู้เขียนหลักของการศึกษาศาสตราจารย์ Ivo Labbéจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Swinburne บอกกับ Iflscience
สำหรับกาแลคซีเหล่านี้คำอธิบายที่เป็นไปได้คือแบบจำลองของการสร้างกาแลคซีไม่ถูกต้องอย่างแน่นอน พวกเขาถูกทดสอบในกาแลคซีใกล้บ้านมากขึ้นดังนั้นวัตถุที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้ที่ JWST สามารถมองเห็นได้แตกต่างกัน แสงที่เราวัดซึ่งประมาณมวลอาจมีแหล่งอื่น ๆ นอกเหนือจากดาว - ตัวอย่างเช่นแอคทีฟหลุมดำมวลมหาศาล-
ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งคือพวกเขาเป็นภาพลวงตาเนื่องจากสีของพวกเขา กาแลคซีสีแดงมักจะอยู่ไกลออกไป แต่เป็นไปได้ว่ากาแลคซีใกล้เคียงที่มีฝุ่นมากสามารถปรากฏเป็นสีแดงเท่ากันทำให้เกิดความสับสนในการวัด การสังเกตเพิ่มเติมจะยืนยันว่าพวกเขาอยู่ห่างไกลจริง ๆ หรือไม่
“ เรายังไม่ถึงจุดที่สิ่งต่าง ๆ ยากเกินกว่าที่จะอธิบายได้ แต่มันทำให้เกิดความตึงเครียด” ดร. ยูงอธิบายถึง Iflscience “ เราควรรอและรอคอยรายการในอนาคตบางรายการอาจใหญ่กว่าหรือช่วยให้เราลึกลงไป”
Labbéและทีมงานของเขามีความกระตือรือร้นที่จะได้รับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกาแลคซีจำนวนหนึ่งที่พวกเขามี พวกเขาไม่เชื่อว่าพวกเขาพบข้อบกพร่องในแบบจำลอง
“ โดยพื้นฐานแล้วแบบจำลองของเราสำหรับบิ๊กแบงและการขยายตัวของจักรวาลเป็นแบบจำลองที่ร้ายแรงจริงๆที่ผ่านการทดสอบอย่างดีจริง ๆ แล้วจะไม่หยุดพักในไม่ช้า” Labbéบอกกับ Iflscience
ความท้าทายอีกประการหนึ่งสำหรับจักรวาลวิทยาโดย JWST อาจจะลึกซึ้งกว่านั้น มีความเครียดในโมเดลมาตรฐาน: อัตราการขยายตัวของจักรวาลมีค่าที่แตกต่างกันสองค่าขึ้นอยู่กับวิธีการวัดด้วยกาแลคซีหรือกับพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาล(CMB) สิ่งนี้บอกเราว่าแบบจำลองนั้นผิดหรือวิธีที่เราวัดหมายเลขนี้ผิด
นี่คือที่ JWST เข้ามาวิธีการกาแล็กซี่ต้องการระยะทางที่แม่นยำของกาแลคซีและสามารถรับได้โดยการศึกษาดาวพิเศษที่เรียกว่าตัวแปร Cepheid มีความหวังที่จะกระทบยอดตัวเลขทั้งสองหากวิธีการปัจจุบันได้รับบางสิ่งผิดพลาดเกี่ยวกับดาวเหล่านี้ แต่ผลก่อนสนับสนุนวิธีที่เราคำนวณสิ่งต่าง ๆ ดังนั้นแบบจำลองอาจผิด
JWST จะเปลี่ยนแปลงสิ่งต่าง ๆ อย่างแน่นอนและอาจจบลงด้วยจักรวาลวิทยาที่เพิ่มขึ้นตามที่เรารู้ในปัจจุบัน - แต่ตอนนี้โมเดลมาตรฐานมีชีวิตอยู่เพื่อต่อสู้อีกวันหนึ่งอาจนานพอที่หอสังเกตการณ์อื่น ๆ จะออนไลน์เพื่อค้นหาข้อบกพร่อง กล้องโทรทรรศน์ Nancy Roman ของ NASA อาจเป็นรุ่นเดียว แต่ไม่ต้องกังวล ดรยูงอยู่แล้วการผลิตรุ่นก่อนที่จะเปิดตัวในเดือนพฤษภาคม 2027
