哈勃張力:難道純屬子虛烏有的宇宙之說?

最近,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)進行了新的測量,其結果只是讓我們對宇宙的理解愈發困惑,特別是哈勃張力。依據這些發現,這種現象或許壓根就不存在。

哈勃張力說的是,當前宇宙的膨脹速度比天文學家依據宇宙的條件和演化歷史所預期的快。

取決於天文學家的觀測位置,宇宙好像在以不同的速度膨脹。

2022 年,一組研究人員利用太空望遠鏡證實了哈勃張力的存在。然而,另一組科學家的最新發現表明,哈勃張力可能是由測量誤差引起的,實際上並不存在。不過,就算是這些結果也並非最終定論。

“我們的結果與標準模型相符。但它們也不排除存在張力,”該研究的主要作者、芝加哥大學的天體物理學家溫迪·弗裡德曼說道。“[這種經歷]可能是最接近過山車的——令人興奮,可也有這些你得再次爬坡的時刻。”

有兩種方法可以計算出哈勃常數,這是一個描述宇宙膨脹速率的值。

第一種方法涉及研究宇宙微波背景中的微小波動,這是大爆炸約 38 萬年後產生的宇宙第一縷光的殘餘。

測量完成後,專家推算出哈勃常數約爲每百萬光年 46200 英里/小時。

第二種方法利用被稱爲造父變星的脈動恆星、較近的距離以及來自宇宙後期的信息。造父變星是正在慢慢消亡的天體。當它們的氦氣外層膨脹收縮,吸收並釋放輻射時,其偶爾會閃爍。

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當造父變星變亮時,其脈動會更慢,這使得天文學家能夠對它們的亮度進行測量。

他們把恆星的實際亮度和感知亮度加以比較,從而更深入地去了解宇宙的過往。

哈勃太空望遠鏡和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡近期被用於測量哈勃常數。結果發現了一個高達 73.2 千米/秒/百萬秒差距的異常值,這便是哈勃張力在起作用的一個實例。

然而,弗裡德曼認爲,塵埃、氣體和其他恆星可能會影響造父變星的亮度測量,造成存在顯著差異的假象,實際上根本不存在這種差異。

爲了測試有無誤差,弗裡德曼及其同事使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀測了 11 個附近有 Ia 型超新星的星系。

然後,他們測量了造父變星以及另外兩顆恆星——TRGB 星和 JAGB 星的距離和亮度。

TRGB 星和 JAGB 星的哈勃常數分別爲 69.85 千米/秒/百萬秒差距和 67.96 千米/秒/百萬秒差距。然而,造父變星的數值爲 72.04 千米/秒/百萬秒差距,再次呈現出哈勃張力。這表明造父變星的測量可能存在誤差。

弗裡德曼期望在接下來的兩年中,能對另一種類型的恆星展開更多的測量,從而解開這個謎團。