JWST和哈勃在宇宙膨脹上達(dá)成了一致，這是一個(gè)主要問題

對(duì)宇宙膨脹率的新的、精確的測(cè)量正在出現(xiàn)，它正在提供一個(gè)巨大的宇宙泡菜。

約翰·霍普金斯大學(xué)物理學(xué)家亞當(dāng)·里斯（Adam Riess）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)利用哈勃數(shù)據(jù)和詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）的新觀測(cè)結(jié)果證實(shí)，以前的測(cè)量結(jié)果是正確的。盡管存在多年的爭(zhēng)論.

基于從太陽系到造父變星和Ia型超新星的巨大距離，用于創(chuàng)建“宇宙距離階梯”，我們的宇宙似乎確實(shí)以每秒 73 公里/兆秒差距的速度膨脹– 稱為哈勃常數(shù)的速率。

問題在于，其他測(cè)量方法哈勃常數(shù)返回不同的度量值?？茖W(xué)家們認(rèn)為，眾所周知，這種哈勃“張力”可能是人為錯(cuò)誤。具有非常高置信度（8 sigma）的新測(cè)量意味著其他問題。

“隨著測(cè)量誤差的否定，剩下的是我們誤解宇宙的真實(shí)而令人興奮的可能性，”里斯 說.

哈勃張力很可能是最大的問題困擾著宇宙學(xué)，這與宇宙膨脹加速的速度有關(guān)——這是對(duì)宇宙的基本測(cè)量。我們有幾種方法可以推導(dǎo)它，但主要的兩種方法是標(biāo)準(zhǔn)蠟燭和標(biāo)準(zhǔn)尺子。

標(biāo)準(zhǔn)蠟燭是黑暗中的燈，具有已知的固有亮度。那是造父變星和Ia型超新星。如果我們知道某物的內(nèi)在亮度，我們就可以高精度地計(jì)算出它的距離。造父變星和Ia型超新星為我們提供了大約每秒73公里/兆秒差距的哈勃常數(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)尺子基于早期宇宙的信號(hào)。這些包括宇宙微波背景– 大約 380,000 年后首次流過宇宙的光生活大爆炸– 和重子聲振蕩，這兩者都為我們提供了大約 67 公里/秒/兆秒的哈勃常數(shù)。

無論科學(xué)家測(cè)量哈勃常數(shù)多少次，他們總是發(fā)現(xiàn)這種差異。這不僅僅是一個(gè)小小的曇花一現(xiàn)。例如，哈勃常數(shù)是我們用來衡量宇宙大小和年齡的工具之一。為了更好地了解宇宙，科學(xué)家們必須找到差異的根源。

目前的宇宙學(xué)模型在某些方面運(yùn)行良好，因此提出的解決方案通常意味著其他東西會(huì)被破壞。因此，人為錯(cuò)誤成為哈勃張力的一個(gè)有吸引力的解釋，因此科學(xué)家們不斷測(cè)量，重新測(cè)量，再測(cè)量，尋找我們?nèi)麧M的地方。

一種可能性是，我們?cè)谧畛醯墓獪y(cè)量中做錯(cuò)了什么，所以里斯和他的同事們一直在使用JWST來檢查他們的工作。初始測(cè)量去年的觀測(cè)結(jié)果與哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果一致;但有一種可能性是，我們凝視的太空越深，兩組測(cè)量結(jié)果的分歧就越大，哈勃造父變星的距離測(cè)量值隨著距離的增加而變得不那么準(zhǔn)確。

好吧，現(xiàn)在JWST已經(jīng)趕上了哈勃望遠(yuǎn)鏡，但事實(shí)并非如此。測(cè)量結(jié)果都是一致的。

“我們現(xiàn)在已經(jīng)跨越了哈勃觀測(cè)到的整個(gè)范圍，我們可以非常有信心地排除測(cè)量誤差作為哈勃張力的原因。里斯 說.“韋伯和哈勃的結(jié)合給了我們兩全其美的優(yōu)勢(shì)。我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們沿著宇宙距離階梯爬得更遠(yuǎn)時(shí)，哈勃的測(cè)量仍然可靠。

所以，我們必須弄清楚我們不知道的是什么。引力波被稱為標(biāo)準(zhǔn)警報(bào)器的觀測(cè)可能是關(guān)鍵。目前，標(biāo)準(zhǔn)警報(bào)器上的誤差線是太大而無法做出自信的裁決，盡管它們似乎確實(shí)如此或多或少同意使用標(biāo)準(zhǔn)蠟燭。目前正在努力繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量;我們可能只需要耐心等待。

另一方面，新的測(cè)量結(jié)果意味著我們可以繼續(xù)對(duì)舊的哈勃望遠(yuǎn)鏡充滿信心。真是個(gè)絕對(duì)的騎兵。

該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果已發(fā)表在天體物理學(xué)雜志快報(bào).

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