【原】JWST能解开宇宙学的大谜团吗？物理学家争论宇宙膨胀数据

新闻ˌ消息 2024年4月15日 JWST能解开宇宙学的大谜团吗？物理学家争论宇宙膨胀数据 望远镜的结果可能有助于结束关于宇宙膨胀速度的长期分歧。但是科学家说还需要更多的测量。 作者:大卫·卡斯特韦奇对当前宇宙的观察表明，宇宙膨胀的速度比基于早期宇宙数据的预测要快。鸣谢:美国国家航空航天局/欧空局/朱迪·施密特 宇宙学似乎即将在一个最基本的问题上摊牌:宇宙膨胀的速度有多快？ 十多年来，两种测量方法一直存在分歧。对当前宇宙的观察通常会发现膨胀速率——称为哈勃常数——比基于早期宇宙数据的预测快约9%。 研究人员希望2021年底发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将有助于彻底解决这个问题。但迄今为止尚未达成共识。相反，两个宇宙学家小组计算出了不同的哈勃常数值——尽管他们都是用JWST观测最近的宇宙。 伊利诺伊州芝加哥大学的天文学家温迪·弗里德曼和她的合作者今天在伦敦皇家学会的一次会议上展示了他们在JWST观测的初步结果。他们测得哈勃常数为每秒69.1公里/百万帕秒，这意味着相隔100万秒差距（约300万光年）的星系正在以69.1公里/秒的速度相互远离。 这仅略大于使用欧洲普朗克卫星早期宇宙数据预测的67公里S1 Mpc 1。但这与马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学的天体物理学家亚当·里斯和他的合作者今年发表的研究成果不一致，他们计算出1-3比哈勃常数大得多，约为73千米S1 Mpc 1。 恒星和超新星 弗里德曼的团队分析了附近星系中用作距离指示器或“标准蜡烛”的三种类型的恒星。了解标准蜡烛的平均亮度有助于天文学家估计更遥远的星系中相同类型的恒星有多远，这些星系看起来就像几十亿年前一样。加上对同一星系中超新星爆炸的观测，标准蜡烛可以用来测量宇宙当前的膨胀速度。 里斯的观察基于与弗里德曼相同的三种恒星类型，他警告说，从JWST的任何数据中得出结论还为时过早。他说，“哈勃太空望远镜在几十年里收集了大量数据，包括四次单独和直接的哈勃常数校准”。“相比之下，我们的JWST节目和温迪的节目就显得微不足道了。“ 新不伦瑞克新泽西州立大学罗格斯分校的天文学家克里斯汀·麦奎因说，现在评论弗里德曼的研究结果还为时过早，因为这些结果尚未发表。她正与JWST一起领导自己的标准蜡烛研究。“没有看到他们的数据，很难评估他们的结果。“ 弗里德曼说，在差异解决之前，多种技术需要达成一致。“我们需要不止一种方法，如果我们想解决这个问题，我们需要不止三种方法，”她在伦敦会议上告诉代表们。 英国剑桥大学普朗克小组的主要成员、宇宙学家乔治·埃夫斯塔西奥认为杯子是半满的，他说JWST的最新结果与普朗克的结果非常接近。“它们彼此相距4公里S1，这并不算远，”他说。 剑桥大学的宇宙学家Hiranya Peiris表示，如果近期宇宙观测结果最终与普朗克早期宇宙观测结果相吻合，她不会感到惊讶。但她也认为，在组合中加入一种全新的技术至关重要。她补充说，对引力波的观测可以提供一种“干净”的方法，不会受到观测恒星时经常出现的混淆因素的影响。 如果这种差异一直存在，这可能意味着当前宇宙膨胀的理论模型——该模型依赖于阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论——需要修正。英国谢菲尔德大学的宇宙学家埃莉诺拉·迪·瓦伦蒂诺说，理论家们一直忙于寻找哈勃常数差异的解释，但没有一个解释与每一组观测结果都兼容。“至少提出了500种模型，没有一种是令人满意的。“https:///10.1038/d41586-024-01115-3参考1.里斯、A. G .等人在https:///10.48550/arXiv.2401.04773 arXiv会议上的预印本（2024年）。 2.Anand，G. S .等人在https:///10.48550/arXiv.2401.04776 arXiv会议上的预印本（2024年）。 李3.，s .等人，预印本，第十四届会议（2024年）。