宇宙学似乎正朝着一个最基本的问题摊牌：宇宙膨胀有多快？
十多年来，两种类型的测量结果一直存在分歧。对当前宇宙的观测通常发现，膨胀率（称为哈勃常数）比基于早期宇宙数据的预测快约 9%。
研究人员曾希望詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST)（于2021年末发射）能够最终解决这个问题。但到目前为止，共识未能实现。相反，尽管两个宇宙学家团队都使用 JWST 观测了近期宇宙，但他们计算出的哈勃常数值却不同。
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伊利诺伊州芝加哥大学的天文学家温迪·弗里德曼及其合作者今天在伦敦皇家学会的一次会议上展示了他们 JWST 观测的初步结果。他们测得哈勃常数为每百万秒差距 69.1 公里/秒，这意味着相隔一百万秒差距（约 300 万光年）的星系正以 69.1 公里/秒−1 的速度彼此远离。
这仅略大于欧洲普朗克卫星使用早期宇宙数据预测的 67 km s−1 Mpc−1。但这与马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学的天体物理学家亚当·里斯及其合作者今年发布的研究结果相矛盾，后者计算出的哈勃常数要高得多，约为 73 km s−1 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标或“标准烛光”的三种类型的恒星。了解标准烛光的平均亮度有助于天文学家估计更遥远星系中同类型恒星的距离，这些星系呈现出数十亿年前的样子。结合对同一星系中超新星爆炸的观测，标准烛光可用于测量宇宙当前的膨胀速度。
里斯的观测结果与弗里德曼的观测结果基于相同的三种类型的恒星，他警告说，现在从任何 JWST 数据中得出结论还为时过早。 “哈勃太空望远镜在过去几十年中收集了大量数据，包括对哈勃常数进行了四次单独的直接校准，”他说。“与此相比，我们的 JWST 计划和温迪的计划都微不足道。”
新泽西州立大学罗格斯大学新不伦瑞克分校的天文学家克里斯汀·麦奎因说，现在评论弗里德曼的结果还为时过早，因为他们的结果尚未发表，她自己也在使用 JWST 进行标准烛光研究。“在没有看到他们的数据的情况下，很难评估他们的结果。”
弗里德曼表示，在解决这种差异之前，需要多种技术达成一致。“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，”她在伦敦会议上对代表们说。
英国剑桥大学的宇宙学家、普朗克合作组织的主要成员乔治·埃夫斯塔希欧认为情况还不错，他说最新的 JWST 结果与普朗克的结果非常接近。“它们彼此相差 4 km s−1，这并不多，”他说。
同样在剑桥大学的宇宙学家希拉尼娅·佩里斯表示，如果近期宇宙观测最终与普朗克早期宇宙结果趋于一致，她不会感到惊讶。但她同意，关键是要在其中加入一种全新的技术。她补充说，引力波的观测可以提供一种“干净”的方法，这种方法不会受到观测恒星时总是存在的混淆因素的影响。
如果这种差异依然存在，则可能意味着当前的宇宙膨胀理论模型（该模型依赖于阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论）需要进行修改。英国谢菲尔德大学的宇宙学家埃莱奥诺拉·迪·瓦伦蒂诺说，理论家们一直在忙于寻找哈勃常数差异的解释，但没有一个解释与每组观测结果都相符。“至少已经提出了 500 个模型，但没有一个是令人满意的。”
本文经许可转载，最初于 2024年4月15日发布。