宇宙正在以加速的速度扩展,但是,这种扩展的性质 - 为什么它正在扩展以及为什么以如此加速的速度这样做的原因 - 尚不确定。一个罪魁祸首被称为““一种假设的能量形式,可以看作是反重力的。尽管黑暗的能量完全是未知的,因为宇宙学恒定的天文学家可能会大致同意其效果,以衡量宇宙的膨胀速率(称为哈勃常数)。但不再是。
在过去的几个月中,研究已经发表,并遵循了有关宇宙扩张率的新测量的消息。这是宇宙学的热门话题。在过去的几年中,面对价值之间的鸿沟,该协议在价值之间消失了,具体取决于您用哪种方法来衡量它。这个问题被称为,占心阶段,宇宙学家和天体物理学家争论一种测量方法及其由此产生的数字。但是没有明显的赢家。
它怎么可能不会成为核心问题?宇宙学的标准模型 - 宇宙始于大爆炸,呈指数膨胀,此后一直在扩展(由常规物质,暗物质和黑暗能量组成,以5:25:70的比例组成)。人类有史以来最先进的观察者将其投入轨道,以衡量非凡现象,就扩展率的单一值达成共识。
第一,普朗克天文台,研究了宇宙微波背景(CMB)。那是宇宙中发行的第一盏灯。它被认为是大爆炸的光回声,一旦宇宙凉爽就足以形成中性原子,光线就不再束缚在它们上。
有了来自CMB的数据,科学家们弄清楚宇宙的速度为每兆巴州的每秒67.4公里,其中1兆帕的速度为326万光年。这意味着,如果两个星系相距1兆帕,那么宇宙的扩展将使它们看起来像是以每秒67.4公里(42英里)的速度彼此移开。
天文学家以不同的方式对宇宙中距离的测量进行了测量。一个是使用,具有相同内在光度的对象,因此通过测量它们的表现如何,我们可以弄清楚它们的距离。哈勃太空望远镜测量了其中几个标准蜡烛。特别是,Cepheid变量恒星特别有用。这就是天文学家用来解决宇宙的膨胀率的方法。但是 - 这是一个不同的数字:每兆帕省每秒73公里。
每个数字周围的不确定性很小,它们不会重叠。就像宇宙中有两个扩展率,一个是一个早期的宇宙,一个在过去几十亿年左右的时间里。但是,宇宙学的标准模型,我们目前对宇宙的最佳理论,说应该是相同的。因此,我们的模型是错误的,或者我们的测量是错误的。因此,我们有哈勃张力。
多个观测值已经戴上了帽子,以使用标准蜡烛来衡量膨胀率。即使是有史以来最强大的太空望远镜JWST,也被发现是与头孢虫变量有关的哈勃。
新解决方案?
鉴于固有的不确定性,哈勃常数的值与从宇宙微波背景获得的值一致。但是它不能排除新物理学。
温迪·弗里德曼(Wendy Freedman)教授
目前,我们对什么是正确的解决方案没有答案,但是在四月份,相距仅几天的研究表明了一些令人兴奋的新见解。暗能量光谱仪器(DESI)释放了宇宙最大的3D地图,使研究人员能够在8到110亿年前独立估计宇宙的扩张率。原来,它同意具有宇宙微波背景。
最近出现了另一个挑战。一个团队由温迪·弗里德曼(Wendy Freedman)教授芝加哥大学还使用JWST更好地估计哈勃常数。他们的工作使用三种独立的方法来估计同一星系中的距离,并测量了不同的标准蜡烛(包括头孢虫变量)。
优化了此方法,以确保距离测量值的每种方法都尽可能准确。 Freedman教授和她的团队找到一个值对于每兆帕省每秒69.96公里(43.5英里)的膨胀率。包括其不确定性在内,该价值与宇宙微波背景一致,但Freedman还没有准备好声称哈勃张力现在已经消失了。她指出,仍然需要更多的观察。
“最遥远的星系与附近的星系产生了不同的结果。较远的星系的测量值较低,并且分辨率较低。因此,JWST仍然可以确定那些最遥远的物体是否存在问题。
我们知道物理学是安全的吗?
在不确定性中,新物理可能潜伏。最近的一项提案考虑了宇宙黎明时存在的一种新型的暗能量。与今天继续存在的黑暗能量(尽管我们不知道它是什么),这个版本被称为“早期的暗能量“,只会呆在一小段时间内。尽管如此,它的存在将解决哈勃的张力。
这种暗能的存在使在模拟中增加。结果是用一块石头杀死两只鸟。但是,如果这是正确的,那将取决于将来的观察结果。哈勃的张力可能会融化,银河发展的范例可能会因其他方式改变。
“鉴于固有的不确定性,哈勃常数的价值与从宇宙微波背景中获得的价值一致。但是它不能排除新的物理学。这项工作清楚地表明,在需要在标准宇宙学模型中添加到标准宇宙学模型之前需要更多数据,” Freedman教授告诉Iflscienciencienciencienciencience。
Desi的发现以及Freedman教授和她的团队的工作是哈勃紧张的传奇中令人兴奋的发展。他们将目光的溶液嘲笑靠近CMB测量的溶液。尽管如此,就目前而言,不确定性仍然存在,它们仍将留在那里,直到天文学家能够确切地同意出现紧张局势以及需要矫正的地方。
哈勃的紧张局势确实可能死了,但我们必须拭目以待,看看它是否来自破坏我们当前的宇宙模型或纠正我们的观察结果。