就在我们认为科学家已经发现了一切的时候,又有新的发现改变了一切。
我们经常要感谢詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的大部分发现,它于2021年12月首次发射到太空。
现在它给了我们另一个突破性的发现,让天文学家意识到我们对宇宙的认识可能是非常错误的。
在JWST被送入太空的一年多时间里,它看到了很多东西——比如一颗恒星在距离地球1300光年的地方诞生,或者一颗恒星处于死亡的边缘。
这台先进的望远镜已经拍摄了几张高分辨率的星系、黑洞等图像。
然而,它不仅提供了令人印象深刻的照片,因为望远镜也为物理学领域做出了重大贡献。
现在,JWST和哈勃望远镜再次被用来证实物理学中最大的问题之一。
在《天体物理学杂志通讯》上发表的一项研究中,我们关于宇宙如何运作的理论可能是非常非常错误的。
那就是宇宙似乎在以不同的速度膨胀——这在很大程度上取决于你往哪里看。
这就是所谓的哈勃张力,去年,JWST证实了哈勃在2019年进行的初步测量,最终巩固了这个长期存在的理论。
有两种方法可以测量哈勃常数——一个描述宇宙膨胀率的值。
第一种方法是利用大爆炸的残余——宇宙微波背景中的微小波动——而第二种方法是利用脉动恒星,也被称为造父变星,利用恒星的外层来测量它们的亮度。
从2009年到2013年,天文学家通过第一种方法计算出这个数字大约是每百万光年46,200英里/小时,或者每百万秒差距67公里/秒(km/s/sMpc)。
约翰霍普金斯大学的物理学和天文学教授Adam Reiss和他的同事Saul Perlmutter和Brian P. Schmidt在使用造父变星变量进一步研究宇宙的过去后,发现宇宙的膨胀速率约为74 km/s/Mpc。
这个值比之前认为的67 km/s/Mpc要高得多。
有了这一发现,宇宙学的世界就陷入了真正的不确定之中。
赖斯说:“测量误差被否定后,剩下的就是我们误解宇宙的真实而令人兴奋的可能性。”
最初,人们认为这一发现是由于在哈勃镜头中混淆了造父变星和普通恒星的测量错误,然而,现在已被证明并非如此。
他进一步解释说:“我们现在已经跨越了哈勃观测到的整个范围,我们可以非常有信心地排除测量误差是哈勃张力的原因。”
“韦伯和哈勃的结合为我们提供了两全其美的东西。当我们沿着宇宙距离阶梯爬得更远时,我们发现哈勃的测量结果仍然可靠。”