詹姆斯·韦伯太空望远镜测量了宇宙的膨胀率,其结果对于宇宙学中最大的危机来说并不是什么好消息。
这一发现与哈勃太空望远镜的测量结果一致。 这意味着哈勃数据没有错误,我们仍然陷入僵局。
被称为哈勃张力的不同测量方法之间的分歧仍然存在吗? 所以我们将不得不依靠其他方法来计算宇宙膨胀的速度。
我们周围的宇宙可能看起来一成不变,但我们看到的一切实际上都在以惊人的速度远离,这就是所谓的“哈勃常数,或H0。 目前还不清楚 H0 到底有多快? 因为不同的测量方法会得出不同的结果。
一种方法是观察早期宇宙的遗迹,例如宇宙中剩余的光。宇宙微波背景, 或者声波被及时冻结。
另一种方法是测量与已知固有亮度的物体的距离,例如 Ia 型超新星,或造父变星,其光的波动与其固有亮度有关。

第一种方法往往会返回每兆秒差距每秒约 67 公里的膨胀率。 第二个,大约每秒 73 公里每兆秒差距。 两者之间的差异称为哈勃张力。
这些测量被重复执行,大大减少了每次估计出错的机会。 但至少部分数据仍有可能存在误导性? 特别是因为我们拥有的关于造父变星的一些最佳数据来自单一来源,即哈勃太空望远镜。
“[造父变星]是测量一亿光年或以上星系距离的黄金标准工具,这是确定哈勃常数的关键一步。不幸的是,星系中的恒星拥挤在一个很小的空间内我们的有利位置很远,因此我们常常缺乏将它们与视线范围内的邻居分开的决心。”天体物理学家亚当·里斯解释道太空望远镜科学研究所(STScI)和约翰霍普金斯大学的。
“建造哈勃太空望远镜的一个主要理由是解决这个问题?哈勃比任何地面望远镜都具有更好的可见光波长分辨率,因为它位于地球大气层的模糊影响之上。因此,它可以识别单个造父变星在距离超过一亿光年的星系中测量它们改变亮度的时间间隔。”
为了清除任何遮挡靠近光学器件的光线的灰尘这些观测需要在近红外区域进行,这是哈勃望远镜不太擅长的电磁频谱的一部分。这意味着它获得的数据仍然存在一些不确定性。
另一方面,JWST 是一台功能强大的红外望远镜,它收集的任何数据都不受同样的限制。

里斯和他的团队首先将 JWST 转向一个已知距离的星系,以校准望远镜的造父变星的光度。 然后他们观察了其他星系中的造父变星。 JWST 总共收集了 320 个造父变星的观测结果? 大大减少了哈勃观测中发现的噪音。
尽管哈勃数据如此嘈杂,用于确定距离的数据仍然与 JWST 的观测结果一致。 这意味着我们不能排除根据哈勃数据计算H0; 每秒每百万秒差距 73 公里目前仍然存在,而人为错误? 至少在这种情况下? 无法解释哈勃张力。
我们仍然不知道是什么造成了紧张局势。 主要候选人之一是暗能量? 一种神秘的、不明的但看似基本的力量,似乎施加负压这正在加速宇宙的膨胀。 通过新的 JWST 测量,我们可能更接近答案了。
“随着韦伯证实了哈勃的测量结果,韦伯测量提供了迄今为止最有力的证据,表明哈勃造父变星光度测量中的系统误差在当前的哈勃张力中并未发挥重要作用,”里斯 说。
“结果,更有趣的可能性仍然存在,紧张局势的神秘性也加深了。”
结果已被接受天体物理学杂志,并且可以在arXiv。