这是宇宙学中最大的谜题之一。为什么用于计算宇宙膨胀速率的两种不同方法不会产生相同的结果?这个被称为哈勃张力的谜题表明,用来解释宇宙中各种力的标准宇宙学模型可能存在问题。
现在,使用新的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的最新观测结果正在动摇关于这个谜离解开有多近的争论。
在本期的《谈话周刊》播客中,两位天文学教授解释了为什么哈勃望远镜的张力对我们对宇宙的理解如此重要。
今年2月,诺贝尔奖得主物理学家亚当·赖斯(Adam Reiss)发表了一篇新论文。它说,使用JWST对遥远恒星的新观测结果与哈勃太空望远镜获得的结果相匹配。
这些被称为造父变星的恒星通常被用于计算宇宙膨胀速度的一种方法中。这种方法被称为局部距离阶梯,或宇宙距离阶梯,自1929年埃德温·哈勃自己首次观测以来一直存在。它通常产生的膨胀速度约为每秒73公里/百万秒差距。
但是另一种方法,利用对宇宙大爆炸遗留下来的宇宙微波背景辐射的预测,不断得出宇宙膨胀速度的不同数字:67公里每秒每百万秒差距。
Reiss说,当新的数据证实了哈勃太空望远镜早期的观测结果时,数字之间的差距仍然没有得到解决。“剩下的是一种真实而令人兴奋的可能性,即我们误解了宇宙,”他说。
然而,几个月后,芝加哥大学的物理学家温迪·弗里德曼(Wendy Freedman)提供了来自JWST的更多数据,通过对另一组恒星的观测,得出了每百万秒差距69公里每秒的数据,这个数字更接近宇宙微波背景值67。弗里德曼感到兴奋的是,这些数字似乎正在趋同。
请收听The Conversation的播客系列《物理学的伟大奥秘》了解更多信息关于当今物理学家面临的最大谜团——以及解决这些谜团的激进建议。该节目由Miriam Frankel主持,采访了包括Sean Carroll、Sabine Hossenfelder和Jim Al-Khalili在内的一些世界顶尖科学家。
文森特Martínez和伯纳德琼斯着迷于哈勃的张力。琼斯是荷兰格罗宁根大学的天文学名誉教授。Martínez是他以前的学生,现在是西班牙瓦伦顿西亚大学的天文学和天体物理学教授。
琼斯解释说:“科学的基本基础,也就是科学与科幻小说的区别,是我们核实所获得信息的能力。”
这就是为什么马丁内斯说,哈勃张力之谜仍然驱使人们:
研究和想象实验,组织大型项目,对宇宙进行复杂的观察,以了解发生了什么。最后,这将影响你对整个宇宙的看法,可能你需要改变你的宇宙模型的一些基本成分。
马丁内斯和琼斯与他们的合著者弗吉尼亚·特林布尔(Virginia Trimble)刚刚写了一本书,讲述了历史上科学家意识到他们犯了大错,不得不重新调整思维方式的时刻。Martínez认为这种情况可能会随着哈勃望远镜的张力再次发生:
例如,一种新的引力理论可能会解决暗能量或暗物质的问题。我们必须对这些想法持开放态度。
听Bernard Jones和Vicent Martínez在the Conversation Weekly播客上谈论更多关于哈勃望远镜的紧张关系,以及它如何适应更广泛的科学史。这一集还有来自西班牙The Conversation的科学编辑Lorena Sánchez的介绍。
一个反式本集的剧本将很快发布。
这一集的公司《对话周刊》由Katie Flood撰写和制作,Mend Mariwany协助。Gemma Ware是执行制片人。声音设计由Eloise Stevens负责,我们的主题音乐由Neeta Sarl负责。Stephen Khan是我们的全球执行编辑,Soraya Nandy协助翻译图书馆的。
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