当一个新的望远镜？特别是像? 上线后，人们对发现未知事物和挑战我们目前的理解寄予厚望。这些期望在望远镜的许多焦点领域取得了一些初步成果，但最近，人们的注意力集中在宇宙学上，以及观测如何发现。
这是目前我们对宇宙的最佳理解。它经过了几十年的发展和制定，对宇宙中物质的分布有着惊人的预测能力。很难对它提出适当的挑战——但不要让这种成功蒙蔽了你，这个模型并不完美。它的关键组成部分是和，目前完全是假设的特征。它们加在一起构成了宇宙能量物质含量的 95%，但我们甚至不知道它们是否真实存在。
JWST 本身并不是在寻找暗物质和暗能量，但它对近处和远处星系的研究有助于完善模型。宇宙的膨胀率受这些“暗”成分的影响，可以通过星系来估算。了解星系如何变化和演化可以为现有的宇宙学模型提供至关重要的见解。
美国宇航局戈达德太空飞行中心的博士后研究员 Aaron Yung 博士是一位理论家，早在詹姆斯·韦伯太空望远镜进入太空之前就一直在研究模型。这些模型影响了观测计划，现在第一批观测结果，例如来自NGDEEP 调查，正在进行。
“将理论与实际观察联系起来真的很有趣，现在我们期待着真实的观察结果回来与这些预测进行对比。最终，我们想问一个问题：我们从这些观察中学到了什么？” Yung 博士告诉 IFLScience。“看到这些星系可以告诉我们很多关于单个来源的信息，但对宇宙时间的演变却了解不多。模拟可以帮助我们连接这些快照并了解推动其演变的潜在物理原理。”
这些观测正是 Yung 模型的用武之地，它有助于创建这些源的演化时间表。这些模型最初假设标准模型是既定的，并根据相对容易理解的物理学预测大量星系的演化，包括尚未观测到的物体。
因此，挑战或证实宇宙学模型的探索并非昙花一现。它将是一个缓慢的过程。尽管最近报道了一些奇怪的例子，但仍然需要进行大量观察，这无疑令人感到惊讶。
就在上周，我们报道了早期宇宙中存在着一些星系，根据目前的模型，这些星系太大了，不可能存在。考虑到它们都位于天空中的同一位置，如果该区域具有代表性，则意味着在宇宙历史的早期存在着大量真正庞大的星系——而这不符合标准模型。
“我们发现的所有星系都质量过大，宇宙中甚至没有足够的气体来形成这些星系。这是一个相当严格的限制，”这项研究的主要作者、斯威本科技大学的伊沃·拉贝教授告诉 IFLScience。
对于这些星系，一种可能的解释是星系形成模型并不完全正确。这些模型是在离地球更近的星系上进行测试的，因此 JWST 能够发现的这些遥远物体是不同的。我们测量的光（据此估算质量）可能来自恒星以外的其他来源 —— 例如，活跃的。
另一种可能性是，它们的颜色是一种视觉错觉。颜色越红的星系通常距离更远，但附近尘埃密布的星系也可能呈现出同样的红色，从而导致测量结果混乱。进一步的观察将证实它们是否真的那么遥远。
“我们还没有到达难以解释的地步，但这确实造成了紧张局势，”Yung 博士向 IFLScience 解释道。“我们应该等待并期待未来的项目。其中一些项目可能规模更大或能帮助我们更深入地研究。”
Labbé 和他的团队同样渴望获得他们所拥有的少数星系的更多数据。他们并不确信他们已经发现了模型中的缺陷。
“基本上，我们的宇宙大爆炸和宇宙膨胀模型是一个非常严肃的模型，并且经过了充分的测试。这个模型不会很快被打破，”拉贝告诉 IFLScience。
JWST 对宇宙学的另一个挑战可能比这更微妙。在标准模型中：宇宙的膨胀率有两个不同的值，这取决于如何测量，用星系还是用（CMB）。这告诉我们，要么是模型错了，要么是我们测量这个数字的方法是错误的。
这正是 JWST 的用武之地。星系法需要精确的星系距离，这可以通过研究造父变星这种特殊的恒星来获得。如果目前的方法对这些恒星的测量有误，人们希望将这两个数字相协调，但早期成果支持我们计算事物的方式。所以也许模型是错误的。
JWST 肯定会改变一切，甚至可能颠覆我们目前所知的宇宙学 —— 但就目前而言，标准模型可以继续存在，可能足够长的时间让其他天文台上线来发现缺陷。NASA 的 Nancy Roman 望远镜可能是其中之一，但不要担心。Yung 博士已经生产模型预计该火箭将于 2027 年 5 月发射。
