多亏了詹姆斯·韦伯太空望远镜，宇宙学中最大的冲突可能正在一步步接近解决。
科学家们对宇宙膨胀率（即哈勃常数）存在分歧。测量它的主要方法有两种——一种基于称为超新星的爆炸恒星，另一种基于宇宙最古老的光，即宇宙微波背景。这两种技术已长达十年的冲突，即所谓的“哈勃张力”（序列号：2014 年 3 月 21 日）。如果这种张力是真实存在的，而不是由于其中一项测量中的错误而导致的，那么科学家们对宇宙的理解将需要发生巨大的转变。
两位核心人物发表的新论文引发了人们的希望，即詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）对某些类型恒星和超新星的额外观测可以一劳永逸地解决这种不和谐是否真实的问题。
两支团队对于这种紧张关系是否存在存在分歧。一个团队表示，JWST 数据没有强有力的证据证明哈勃张力。但另一组则表示，JWST 的数据强化了这两种测量方法存在冲突的论点。 “我对哈勃张力更感兴趣，”其中一个团队的负责人、约翰·霍普金斯大学的宇宙学家亚当·里斯说。
不同阵营最终在一项测量上达成了一致：到附近星系的距离，这是从超新星推断宇宙膨胀率所必需的。 “这确实是新的——我们在距离上达成了一致，这是真正的进步，”领导另一个团队的芝加哥大学宇宙学家温迪·弗里德曼说。
“如果你在 10 年前告诉我，所有这些都会在这个水平上达成一致，我就会跳上跳下，”里斯团队成员、杜克大学的宇宙学家丹尼尔·斯科尼克 (Daniel Scolnic) 说。
该协议让科学家们有了新的信心，相信长期存在的争端即将得到解决。 “我非常乐观地认为，在接下来的几年里，我们现在讨论的问题将得到解决，”弗里德曼说。
就距离达成共识
科学家的宇宙理论，称为标准宇宙学模型，主要基于未知数。暗物质是一种为星系增加看不见的质量的物质，但从未被直接探测到。暗能量这种导致宇宙加速膨胀的现象同样是一个完全的问号。但事实证明，该模型在描述宇宙方面非常成功。
从远古的宇宙微波背景光出发，科学家可以使用标准宇宙学模型来确定今天的膨胀率。该技术发现空间正在以每兆秒差距每秒 67 公里的速度膨胀。 （一兆秒差距约为 300 万光年。）
但里斯和同事对超新星的测量将这个数字固定在大约 73 公里/秒/Mpc——这使得两个结果直接冲突。这可能暗示标准宇宙学模型出了问题。
为了通过超新星技术确定膨胀率，宇宙学家必须测量到许多遥远超新星的距离。这需要一种称为距离阶梯的技术，将附近的距离转换为更远的距离。
受到特别审查的是这个阶梯的第二级，其中科学家观察某些类型的恒星 - 最常见的是称为造父变星的脉动恒星 - 以确定到它们所在星系的距离，以及到同一星系中发生的超新星的距离。使用 JWST 观测这些恒星，其分辨率比哈勃太空望远镜更好，可以找出该梯级测量中的缺陷。
除了造父变星之外，弗里德曼和同事还使用其他两种类型的恒星进行距离测量。 Freedman 和同事利用 JWST 的所有三个数据，发现膨胀速率约为 70 km/s/Mpc。考虑到测量的不确定性，这与宇宙微波背景数足够接近，因此不需要物理学家重新思考宇宙，该团队在 8 月 12 日提交给 arXiv.org 的论文中进行了报告。但这也并不能完全排除哈勃张力的存在。 “我们需要更多的数据来明确回答这个问题，”弗里德曼说。
弗里德曼说，这三种距离测量技术总体上是一致的。造父变星测量得出的哈勃常数值略高于其他两种方法，但不足以得出该技术存在问题的结论。 “存在一定的抵消，但不确定性足够大，你不能肯定地说，‘结果就是这样，’”弗里德曼说。
哈勃望远镜持续喧闹
尽管在距离上达成一致，但团队在哈勃常数上仍然存在分歧。这可能是由于少量测量Riess、Scolnic 和同事在 8 月 21 日提交给 arXiv.org 的论文中报告了迄今为止使用 JWST 所做的工作。如果 Freedman 的团队选择不同的星系用 JWST 进行观测，他们将获得更大的哈勃常数值，该团队争论。 （这两篇论文都没有经过同行评审，结果可能会在进一步审查下发生变化。）
科学家们正在研究来自 JWST 的第一批数据。为了解决这个难题，“我们能做的最好的事情就是使用更多的 JWST 时间来研究距离尺度，”亚利桑那州图森市 NOIRLab 的天文学家约翰·布莱克斯利（John Blakeslee）说道，他没有参与这项研究。
弗里德曼希望继续寻找被称为系统不确定性的未知问题，这些问题可能会人为地推高哈勃常数的估计值。一个令人担忧的问题是拥挤——许多恒星聚集在同一个地方，从而影响了造父变星的测量。去年，里斯的团队没有发现拥挤的证据在 JWST 数据中（序列号：9/28/23）。但弗里德曼表示，这种效应在更远的距离上可能比 JWST 迄今研究的结果更为显着。
加州大学伯克利分校的宇宙学家 Saul Perlmutter（未参与这项研究）表示，如果科学家发现不同的距离测量结果不一致，“那么这可能表明，我们仍然必须首先弄清楚系统不确定性的根源，然后才能得到结果”。担心宇宙学模型的一个主要问题。”
但许多物理学家对哈勃张力持乐观态度。一方面，其他各种方法也发现了高于预期的膨胀率，英国谢菲尔德大学的宇宙学家埃莱奥诺拉·迪·瓦伦蒂诺（Eleonora Di Valentino）说，她没有参与这项研究。 “哈勃张力仍然非常强劲。”
加州大学戴维斯分校的宇宙学家劳埃德·诺克斯（Lloyd Knox）表示：“我认为这些结果支持了这样一个事实，即我们对标准宇宙学模型的期望与我们从这些测量中看到的结果之间存在差异。”任一队。
他指出，标准的宇宙学模型依赖于神秘的暗能量和暗物质。 “也许这是关于黑暗宇宙的一条线索，我们只需要弄清楚如何解释它。”
