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(2024-12-11 09:50:06)
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詹姆斯韦伯望远镜证实我们没有为什么宇宙正在以它是的方式生长的想法
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天文学家不能够一致我们的宇宙正在多快膨胀。一项詹姆斯韦伯太空望远镜新研究已经使危机更糟糕。
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一个密集的明亮恒星团，由于望远镜光学每颗恒星有六个大衍射峰和两个小衍射峰。
由新的詹姆斯韦伯太空望远镜观测已经进一步巩固了所有物理学中最奇特的观测之一——这个宇宙跨它的生命的变化阶段以不同的速度扩张了。
这个被指为哈勃紧张的难题已经助燃了天文学家中可能一起改变或甚至颠倒这一领域的一个争论。
2019年，由哈勃太空望远镜的测量证实了这个问题是真实的。然后在2023年和2024年，来自詹姆斯韦伯太空望远镜的甚至更精确的测量出现了来证实这一差异。
现在，进一步的测量已经用詹姆斯韦伯太空望远镜在太空中头两年收集的最大样本数据来进一步巩固这个问题。可能回答这个秘密的新物理学仍然不清楚，但正如研究人员在12月9日发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文中所概述的那样，这种紧张正在不走到任何地方。
约翰·霍普金斯大学物理学和天文学教授、主要研究作者、诺贝尔奖获得者亚当·里斯告诉《生活科学》杂志，“我们做的工作越多就越明显这个原因是某些比一个望远镜缺陷更有趣的东西。而是它出现是宇宙中的一个特征。下一步是许多的。需要许多方面更多数据和新想法” 。
对弄清楚哈勃常数有两种黄金标准方法，该值量化宇宙的扩张的速度。第一个是通过测量在宇宙微波背景中的微小波动取值，一个大爆炸后刚好38万年产生的宇宙的第一束光的古老快照。
在用欧洲航天局的普朗克卫星映射这种微波嘶嘶声后宇宙学家推断了一个约为每百万光年46200英里/小时的哈勃常数或每兆秒差距（km/s/Mpc）约67公里/秒。这个与早期宇宙的其他测量一道与理论预测对齐了。
第二种方法用叫造父变星的脉动恒星操作在更近距离和宇宙的后期生命上。造父变星正在慢慢垂死，它们的外层氦气随它们吸收和释放恒星的辐射生长和收缩，使它们像远处的信号灯一样周期的闪烁。
随造父变星变得更亮它们更慢的脉动使天文学家来测量恒星的内在亮度成为可能。通过将这种亮度比较到它们的观测亮度，天文学家能将造父变星串成一个“宇宙距离阶梯”来越发更深窥视宇宙的过去。
(Image credit: Future)
以这个梯子到位，在将造父变星的亮度锚定到Ia型超新星的爆炸后天文学家能从闪烁的恒星光如何已经被拉伸出去或被红移发现宇宙的扩张速度的一个精确数字。被这种方法返回的哈勃常数约为73 km/s/Mpc：一个远在普朗克测量的误差范围外的值。
天文学家已经对这种不一致的原因提出了各种解释，一些人试图来剔出在结果内系统误差的可能性。与此同时，里斯和他的团队一直用越来越精确和更广泛包含的研究巩固这种紧张。
这项新研究又是在这个串中的另一个环节。这项新分析用了詹姆斯韦伯太空望远镜来测量样本的造父变星距离精度到2%内覆盖2019年哈勃研究样本量的大约三分之一，一个在哈勃的8-9%的精度上的大改进。
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将这些结果与富含碳的恒星和明亮的红巨星等其他测距恒星交叉检查，返回了一个为72.6 km/s/Mpc的值，使它与哈勃望远镜的原始测量值几乎同一的。
到底什么可能正在造成这种奇怪的不匹配是不清楚的（里斯告诉《生活科学》杂志“我希望我知道”）。但天文学家们中猜测是流行的。
约翰·霍普金斯大学的宇宙学家卡米昂口斯基（Marc Kamionkowski）在一份声明中说，一种可能性是“某些在我们的早期宇宙的理解中缺失的东西，比如一种新的物质成分——早期暗能量（驱动宇宙扩张的神秘现象）——在大爆炸后给了宇宙一个意想不到的一踢”，他帮助计算了哈勃常数但没有参与这项研究。“有其他想法比如有趣的暗物质属性、异域粒子、变化的电子质量或原始磁场可能做这个伎俩的。理论家有获得相当创造力的许可” 。
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