哈勃张力:难道纯属子虚乌有的宇宙之说?
最近,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)进行了新的测量,其结果只是让我们对宇宙的理解愈发困惑,特别是哈勃张力。依据这些发现,这种现象或许压根就不存在。
哈勃张力说的是,当前宇宙的膨胀速度比天文学家依据宇宙的条件和演化历史所预期的快。
取决于天文学家的观测位置,宇宙好像在以不同的速度膨胀。
2022 年,一组研究人员利用太空望远镜证实了哈勃张力的存在。然而,另一组科学家的最新发现表明,哈勃张力可能是由测量误差引起的,实际上并不存在。不过,就算是这些结果也并非最终定论。
“我们的结果与标准模型相符。但它们也不排除存在张力,”该研究的主要作者、芝加哥大学的天体物理学家温迪·弗里德曼说道。“[这种经历]可能是最接近过山车的——令人兴奋,可也有这些你得再次爬坡的时刻。”
有两种方法可以计算出哈勃常数,这是一个描述宇宙膨胀速率的值。
第一种方法涉及研究宇宙微波背景中的微小波动,这是大爆炸约 38 万年后产生的宇宙第一缕光的残余。
测量完成后,专家推算出哈勃常数约为每百万光年 46200 英里/小时。
第二种方法利用被称为造父变星的脉动恒星、较近的距离以及来自宇宙后期的信息。造父变星是正在慢慢消亡的天体。当它们的氦气外层膨胀收缩,吸收并释放辐射时,其偶尔会闪烁。
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当造父变星变亮时,其脉动会更慢,这使得天文学家能够对它们的亮度进行测量。
他们把恒星的实际亮度和感知亮度加以比较,从而更深入地去了解宇宙的过往。
哈勃太空望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜近期被用于测量哈勃常数。结果发现了一个高达 73.2 千米/秒/百万秒差距的异常值,这便是哈勃张力在起作用的一个实例。
然而,弗里德曼认为,尘埃、气体和其他恒星可能会影响造父变星的亮度测量,造成存在显著差异的假象,实际上根本不存在这种差异。
为了测试有无误差,弗里德曼及其同事使用詹姆斯·韦伯太空望远镜观测了 11 个附近有 Ia 型超新星的星系。
然后,他们测量了造父变星以及另外两颗恒星——TRGB 星和 JAGB 星的距离和亮度。
TRGB 星和 JAGB 星的哈勃常数分别为 69.85 千米/秒/百万秒差距和 67.96 千米/秒/百万秒差距。然而,造父变星的数值为 72.04 千米/秒/百万秒差距,再次呈现出哈勃张力。这表明造父变星的测量可能存在误差。
弗里德曼期望在接下来的两年中,能对另一种类型的恒星展开更多的测量,从而解开这个谜团。