宇宙膨胀的谜团：韦伯望远镜揭开哈勃常数之谜

作者：段跃初

宇宙，这个我们人类探索了数千年的领域，似乎总是给我们带来新的惊喜和谜团。最近，美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的新数据加深了我们对宇宙膨胀速度的疑问，这一发现暗示我们可能需要未知物理来帮助解释这个宇宙谜团。

自从大约138亿年前宇宙诞生以来，它一直在向各个方向扩展。通过分析被称为哈勃常数的当前宇宙膨胀率，研究人员可以估计宇宙的年龄及其命运的可能细节，比如它是否会永远膨胀，崩溃，甚至撕裂。

然而，在过去十年中，估计这个临界值的方法产生了两个相互矛盾的结果。欧洲普朗克空间天文台对宇宙微波背景的观测表明，宇宙正在以每秒67.4公里每兆帕的速度膨胀（相当于326万光年的距离）。相比之下，来自附近超新星和造父变星的数据表明，速度更快，约为每秒73公里每兆帕。

在新研究中，科学家们依靠韦伯敏锐的判断力。他们分析了两个星系中的320多个造父变星，其中NGC4258距离地球2300万光年，NGC5584距离地球1亿光年。研究人员发现，与哈勃太空望远镜相比，韦伯的精度提高了大约三倍。

这些新发现表明，哈勃常数的测量可能存在比之前认为的更大的误差。在某种程度上，你必须说这不是一个测量误差，如果是这样的话，这说明了宇宙中一些非常有趣的东西。

这些新发现引发了许多关于宇宙如何增长的问题。如果这两个值都是正确的，那么天文学家就丢失了一些关于宇宙如何增长的信息。

来自附近超新星和造父恒星的数据表明，根据宇宙年轻时的条件，膨胀的速度比预期的要快，这些条件反映在宇宙微波背景中。这种增强的加速度甚至比研究人员目前用暗能量所能解释的还要大。

还有其他线索可能有助于解开这个谜团。科学家们开发了另一种测量哈勃常数的技术，这可能有助于揭示这一谜团。它依赖于引力波，质量加速时在空间和时间结构中产生的涟漪。

2017年，科学家从碰撞的中子星上探测到引力波。理论上，这些涟漪可以用来确定撞击距离地球的距离，而撞击产生的光线可以揭示撞击相对于地球的移动速度。研究人员可以使用这两组数据来计算哈勃常数。
使用这种方法的初步发现表明，哈勃常数值接近每秒70公里/兆帕，正好介于其他两种方法之间。分析大约之间的崩溃未来5到10年内将有50对中子星可能会产生足够的数据以获得更确切的结果。

在这个宇宙谜团中，我们可能需要更多的研究和观测来找到答案。但是，无论答案是什么，它都将继续推动我们对宇宙的认知，让我们更加了解这个神秘的宇宙。

参考资料

How fast is the universe really expanding? The mystery deepens.

https://www.nationalgeographic.com/premium/article/how-fast-is-the-universe-expanding-mystery-deepens-jwst