Kính viễn vọng Không gian James Webb đã đo được tốc độ giãn nở của vũ trụ và kết quả không phải là tin vui cho cuộc khủng hoảng lớn nhất trong vũ trụ học.

Kết quả này phù hợp với các phép đo do Kính viễn vọng Không gian Hubble thực hiện. Điều này có nghĩa là không có gì sai với dữ liệu của Hubble và chúng ta vẫn đang đi vào ngõ cụt.

Vẫn còn sự bất đồng giữa các phương pháp đo khác nhau được gọi là tensor Hubble, vì vậy chúng ta sẽ phải dựa vào một cách khác để tìm ra tốc độ giãn nở của vũ trụ.

Vũ trụ xung quanh chúng ta có thể dường như đứng yên, không thay đổi, nhưng mọi thứ chúng ta nhìn thấy đang chuyển động ra xa nhau với một tốc độ khổng lồ được gọi là Hằng số Hubble, hay H0. Không rõ chính xác H0 nhanh đến mức nào, vì các cách đo khác nhau cho kết quả khác nhau.

Một cách là xem xét các dấu vết của vũ trụ sơ khai, chẳng hạn như ánh sáng còn sót lại trong nền vi sóng vũ trụ, hay sóng âm thanh bị đóng băng trong thời gian.

Một cách khác là đo khoảng cách tới các vật thể có độ sáng nội tại đã biết, chẳng hạn như siêu tân tinh loại Ia, hoặc Sao biến quang Cepheidcó ánh sáng dao động đều đặn, điều này có liên quan đến độ sáng nội tại của nó.

Phương pháp đầu tiên có xu hướng trả về tốc độ mở rộng khoảng 67 km/giây trên một triệu Parsec. Thứ hai, khoảng 73 km mỗi giây mỗi megaparsec. Sự khác biệt giữa hai cái này được gọi là lực căng Hubble.

Các phép đo này được thực hiện nhiều lần, giúp giảm đáng kể khả năng xảy ra sai sót trong mỗi ước tính. Tuy nhiên, vẫn có khả năng có điều gì đó sai lệch về ít nhất một số dữ liệu – đặc biệt là vì một số dữ liệu tốt nhất mà chúng ta có về sao biến quang Cepheid đến từ một nguồn duy nhất, Kính viễn vọng Không gian Hubble.

“[Cepheid variables] Nó là công cụ tiêu chuẩn vàng để đo khoảng cách giữa các thiên hà cách xa 100 triệu năm ánh sáng trở lên và là một bước quan trọng trong việc xác định hằng số Hubble. “Thật không may, các ngôi sao trong các thiên hà tập trung lại với nhau trong một khu vực nhỏ theo quan điểm xa xôi của chúng ta, vì vậy chúng ta thường thiếu độ phân giải để tách chúng ra khỏi những người hàng xóm trong tầm nhìn của chúng.” Nhà vật lý thiên văn Adam Ries giải thích Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI) và Đại học Johns Hopkins.

“Lý do chính để xây dựng Kính viễn vọng Không gian Hubble là để giải quyết vấn đề này… Hubble có độ phân giải bước sóng khả kiến ​​tốt hơn bất kỳ kính thiên văn trên mặt đất nào vì nó nằm trên các hiệu ứng mơ hồ của bầu khí quyển Trái đất. Kết quả là, nó có thể xác định từng Cepheid riêng lẻ các biến số trong các thiên hà cách xa hơn một trăm km.” triệu năm ánh sáng và đo khoảng thời gian mà độ sáng của nó thay đổi.”

Để loại bỏ bụi cản ánh sáng gần đèn Những quan sát này phải được thực hiện ở vùng hồng ngoại gần, một phần của phổ điện từ trong đó Hubble không đặc biệt mạnh. Điều này có nghĩa là vẫn còn một số điều không chắc chắn về dữ liệu anh ta thu được.

Mặt khác, Kính viễn vọng Không gian James Webb là một kính thiên văn hồng ngoại mạnh mẽ và mọi dữ liệu mà nó thu thập đều không bị giới hạn tương tự.

Rees và nhóm của ông lần đầu tiên biến Kính viễn vọng Không gian James Webb thành một thiên hà có khoảng cách đã biết, để hiệu chỉnh kính thiên văn cho khả năng chiếu sáng biến thiên Cepheid. Sau đó, họ chú ý đến Cepheids ở các thiên hà khác. Tổng cộng, Kính viễn vọng Không gian James Webb đã thu thập các quan sát của 320 ngôi sao cepheid, làm giảm đáng kể tiếng ồn có trong các quan sát của Hubble.

Mặc dù dữ liệu Hubble rất ồn àoTuy nhiên, dữ liệu khoảng cách vẫn phù hợp với các quan sát từ Kính viễn vọng Không gian James Webb. Điều này có nghĩa là chúng ta không thể loại trừ các phép tính H0 dựa trên dữ liệu Hubble; Tốc độ hiện tại là 73 km/giây trên megaparsec và lỗi của con người – ít nhất là trong trường hợp này – không thể giải thích được hiện tượng giật hình của Hubble.

Chúng tôi vẫn chưa biết nguyên nhân của sự căng thẳng. Một lực ứng cử viên hàng đầu là năng lượng tối, một lực bí ẩn và ít được biết đến nhưng dường như rất cơ bản. Áp dụng áp lực tiêu cực Điều này làm tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ. Với các phép đo mới của Kính viễn vọng Không gian James Webb, chúng ta có thể tiến gần hơn một chút đến câu trả lời.

“Với việc Webb xác nhận các phép đo từ Hubble, các phép đo của Webb cung cấp bằng chứng mạnh mẽ nhất cho đến nay rằng các lỗi hệ thống trong phép đo quang Cepheid của Hubble không đóng một vai trò quan trọng nào trong hiện tượng biến động hiện tại của Hubble.” Reese nói.

“Kết quả là, những khả năng thú vị nhất vẫn còn nằm trên bàn và sự mơ hồ về căng thẳng ngày càng sâu sắc hơn.”

Kết quả được chấp nhận ở Tạp chí vật lý thiên vănvà có sẵn trên arXiv.