骨軟筋酥網(wǎng)美國(guó)國(guó)家航空航天局的韋伯、哈勃望遠(yuǎn)鏡證實(shí)了宇宙的膨脹率，困惑依然存在
科學(xué)家們使用美國(guó)國(guó)家航空航天局的膨脹哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和許多其他望遠(yuǎn)鏡，一致發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與歐空局（歐洲航天局）普朗克任務(wù)觀測(cè)結(jié)果預(yù)測(cè)不符的率困數(shù)字。解決這種差異需要新的然存物理學(xué)嗎？或者這是用于確定空間膨脹率的兩種不同方法之間測(cè)量誤差的結(jié)果？
這張距離地球約1.3億光年的航空航天哈勃惑依NGC 5468星系的圖像結(jié)合了哈勃和詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)。這是局的鏡證哈勃發(fā)現(xiàn)造父變星最遠(yuǎn)的星系。這些是韋伯望遠(yuǎn)測(cè)量宇宙膨脹率的重要里程碑。從造父變星計(jì)算出的實(shí)宇距離與銀河系中的一顆Ia型超新星相互關(guān)聯(lián)。Ia型超新星非常明亮，膨脹蘇州相城外圍上門(mén)做愛(ài)vx《365-2895》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)它們被用來(lái)測(cè)量遠(yuǎn)超造父變星范圍的率困宇宙距離，將宇宙膨脹率的測(cè)量擴(kuò)展到更深的空間。
30年來(lái)，哈勃望遠(yuǎn)鏡一直在測(cè)量宇宙當(dāng)前的膨脹速度，天文學(xué)家們希望消除對(duì)其準(zhǔn)確性的任何揮之不去的懷疑。現(xiàn)在，哈勃和美國(guó)國(guó)家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)聯(lián)手進(jìn)行了明確的測(cè)量，進(jìn)一步證明了其他因素——而不是測(cè)量誤差——正在影響膨脹率。
巴爾的摩約翰斯·霍普金斯大學(xué)的物理學(xué)家Adam Riess說(shuō)：“由于測(cè)量誤差被否定，剩下的是我們誤解宇宙的真實(shí)而令人興奮的可能性。”。里斯因共同發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹正在加速這一事實(shí)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)，這是由于一種現(xiàn)在被稱(chēng)為“暗能量”的神秘現(xiàn)象
作為交叉檢查，韋伯在2023年的首次觀測(cè)證實(shí)了哈勃對(duì)膨脹宇宙的測(cè)量是準(zhǔn)確的。然而，為了緩解哈勃望遠(yuǎn)鏡的壓力，一些科學(xué)家推測(cè)，隨著我們深入宇宙，測(cè)量中看不見(jiàn)的誤差可能會(huì)增加并變得可見(jiàn)。特別是，恒星擁擠可能會(huì)以系統(tǒng)的方式影響更遠(yuǎn)恒星的亮度測(cè)量。
由里斯領(lǐng)導(dǎo)的SH0ES（暗能量狀態(tài)方程的超新星H0）團(tuán)隊(duì)用韋伯對(duì)被稱(chēng)為造父變星的關(guān)鍵宇宙里程標(biāo)物體進(jìn)行了額外的觀測(cè)，這些物體現(xiàn)在可以與哈勃數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
里斯說(shuō)：“我們現(xiàn)在已經(jīng)跨越了哈勃觀測(cè)到的整個(gè)范圍，我們可以非常有信心地排除測(cè)量誤差是哈勃張力的原因。”。
該團(tuán)隊(duì)在2023年的前幾次韋伯觀測(cè)成功地表明，哈勃在堅(jiān)定地建立所謂的宇宙距離階梯的第一級(jí)保真度方面走在了正確的軌道上。
天文學(xué)家使用各種方法來(lái)測(cè)量宇宙中的相對(duì)距離，具體取決于被觀測(cè)的物體。這些技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)為宇宙距離階梯——每個(gè)梯級(jí)或測(cè)量技術(shù)都依賴(lài)于前一步的校準(zhǔn)。
但一些天文學(xué)家認(rèn)為，如果造父變星的測(cè)量隨著距離的推移變得不那么準(zhǔn)確，那么沿著“第二級(jí)”向外移動(dòng)，宇宙距離階梯可能會(huì)變得不穩(wěn)定。之所以會(huì)出現(xiàn)這種不準(zhǔn)確的情況，是因?yàn)樵旄缸冃堑墓饩€可能會(huì)與鄰近恒星的光線混合——隨著恒星聚集在一起，這種影響可能會(huì)隨著距離的推移而變得更加明顯，并且變得更難區(qū)分。
觀測(cè)方面的挑戰(zhàn)是，過(guò)去哈勃拍攝的這些更遠(yuǎn)造父變星的圖像看起來(lái)更為擁擠，與我們和宿主星系之間距離越來(lái)越遠(yuǎn)的鄰近恒星重疊，需要仔細(xì)考慮這種影響。塵埃的介入使可見(jiàn)光測(cè)量的確定性進(jìn)一步復(fù)雜化。韋伯切開(kāi)塵埃，自然地將造父變星與鄰近的恒星隔離開(kāi)來(lái)，因?yàn)樗诩t外波長(zhǎng)下的視野比哈勃更清晰。
在這些并排圖像的中心是一類(lèi)特殊的恒星，它被用作測(cè)量宇宙膨脹率的里程標(biāo)——造父變星。這兩張照片都非常像素化，因?yàn)樗鼈兪且粋€(gè)遙遠(yuǎn)星系的放大視圖。每個(gè)像素代表一顆或多顆恒星。詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的圖像在近紅外波長(zhǎng)下比哈勃望遠(yuǎn)鏡（主要是可見(jiàn)紫外線望遠(yuǎn)鏡）清晰得多。通過(guò)用韋伯更清晰的視覺(jué)減少混亂，造父變星更清晰地脫穎而出，消除了任何潛在的混亂。韋伯被用來(lái)觀察造父變星的樣本，并證實(shí)了哈勃之前觀測(cè)的準(zhǔn)確性，這些觀測(cè)是精確測(cè)量宇宙膨脹率和年齡的基礎(chǔ)。圖像：uux.cn/NASA、ESA、CSA、STScI、Adam G.Riess（JHU，STScI）
里斯說(shuō)：“韋伯和哈勃的結(jié)合讓我們兩全其美。我們發(fā)現(xiàn)，隨著我們沿著宇宙距離的階梯越走越遠(yuǎn)，哈勃的測(cè)量結(jié)果仍然可靠。”。
新的韋伯觀測(cè)包括八顆Ia型超新星的五個(gè)宿主星系，共包含1000個(gè)造父變星，并延伸到距離1.3億光年的最遠(yuǎn)星系——NGC 5468。巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的合著者Gagandeep Anand說(shuō)：“這跨越了我們用哈勃望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行測(cè)量的整個(gè)范圍。所以，我們已經(jīng)走到了宇宙距離階梯的第二級(jí)的盡頭。”該研究所為美國(guó)國(guó)家航空航天局運(yùn)營(yíng)韋伯和哈勃望遠(yuǎn)鏡。
哈勃望遠(yuǎn)鏡和韋伯對(duì)哈勃張力的進(jìn)一步確認(rèn)建立了其他天文臺(tái)，可能會(huì)解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)。美國(guó)國(guó)家航空航天局即將推出的Nancy Grace Roman太空望遠(yuǎn)鏡將進(jìn)行廣泛的天體調(diào)查，以研究暗能量的影響，暗能量是導(dǎo)致宇宙膨脹加速的神秘能量。歐空局的歐幾里得天文臺(tái)在美國(guó)國(guó)家航空航天局的幫助下，正在進(jìn)行類(lèi)似的任務(wù)。
目前，哈勃和韋伯觀測(cè)到的距離階梯似乎已經(jīng)在河流的一條海岸線上牢牢地固定了一個(gè)錨點(diǎn)，而普朗克從宇宙開(kāi)始觀測(cè)到的大爆炸的余輝則牢牢地固定在了另一邊。在這兩個(gè)端點(diǎn)之間的數(shù)十億年里，宇宙的膨脹是如何變化的，還有待直接觀察。里斯說(shuō)：“我們需要弄清楚，在如何將宇宙的起源與今天聯(lián)系起來(lái)的問(wèn)題上，我們是否遺漏了一些東西。”。
這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表在2024年2月6日的《天體物理雜志快報(bào)》上。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)運(yùn)行了30多年，并繼續(xù)做出開(kāi)創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)塑造了我們對(duì)宇宙的基本理解。哈勃望遠(yuǎn)鏡是美國(guó)國(guó)家航空航天局和歐空局之間的國(guó)際合作項(xiàng)目。美國(guó)國(guó)家航空航天局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達(dá)德太空飛行中心負(fù)責(zé)管理這架望遠(yuǎn)鏡。戈達(dá)德還與科羅拉多州丹佛的洛克希德·馬丁航天公司一起執(zhí)行任務(wù)。位于馬里蘭州巴爾的摩的太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所（STScI）為美國(guó)國(guó)家航空航天局進(jìn)行哈勃和韋伯的科學(xué)操作。
詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡是世界上首屈一指的空間科學(xué)天文臺(tái)。韋伯正在解開(kāi)我們太陽(yáng)系的奧秘，展望其他恒星周?chē)倪b遠(yuǎn)世界，探索我們宇宙的神秘結(jié)構(gòu)和起源以及我們?cè)谄渲械奈恢谩ｍf伯是由美國(guó)國(guó)家航空航天局及其合作伙伴歐空局和加拿大航天局領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際項(xiàng)目。
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