詹姆斯·韋布空間望遠鏡(JWST)最近觀察到一顆古老的超新星,令人驚訝的是,它竟然重復爆發了三次。這一發現引發了科學家們的廣泛關注,因為它可能表明我們對宇宙的理解存在嚴重問題。這顆超新星的觀測結果,為當前天文學界存在的“哈勃張力”問題提供了新的證據,使我們對宇宙膨脹的認知再度面臨挑戰。
科學家們稱之為“哈勃張力”的問題,來源于宇宙的不同部分似乎以不同的速率在膨脹。通過對遙遠早期宇宙的測量,研究人員發現膨脹速率,即哈勃常數,與我們目前所建立的宇宙模型非常接近。然而,針對近地觀測的數據卻顯示出完全不同的結果,這讓科學家們感到困惑。
根據最新研究,科學家們利用一顆距離地球約102億光年的超新星的引力透鏡效應,揭示了這一復雜的謎團。研究人員在《天體物理學雜志》上發表了一系列論文,其中包括對哈勃張力的計算結果。這些結果的公布,進一步加深了對宇宙膨脹現象的理解和認識。
亞利桑那大學的天文學副教授Brenda Frye表示:“我們團隊的結果是有影響力的。我們的哈勃常數值與本地宇宙的其他測量結果一致,但卻與宇宙早期獲得的數值存在明顯差異。”這表明當前宇宙模型可能需要重新審視。
哈勃常數的測量主要有兩種方法,其中一種是通過仔細研究宇宙微波背景中的微小波動來推斷出膨脹速率。這種波動是宇宙大爆炸后38萬年產生的第一束光的古老遺跡,科學家們通過這種方法得出約67公里/秒/兆帕秒(km/s/Mpc)的膨脹速率,這與標準宇宙學模型的預測相當接近。
然而,第二種方法使用了被稱為造父變星的脈動星進行測量,得出的結果卻與前者相矛盾,顯示出一個令人困惑的高值73.2 km/s/Mpc。盡管這種差異看似不大,但它卻足以與標準模型的預測完全對立。根據這一模型,宇宙的膨脹應該由一種神秘的暗能量推動,并以恒定的速率進行。但新的發現使這一理解變得復雜而困難。
在最新研究中,天文學家將JWST的近紅外相機(NIRCam)對準位于地球36億光年之外的星系團PLCK G165.7+67.0(簡稱G16)。在觀測中,他們發現了三個不同的光點,這些光點來自一顆單一的Ia型超新星,其光線被前方的星系引力透鏡效應所放大和彎曲。
Ia型超新星的爆發是由一顆恒星向其白矮星伴星的物質轉移引發的巨大熱核爆炸。這種爆炸被認為總是以相同的亮度發生,因而成為了“標準燭光”。天文學家們可以利用這些標準燭光來測量遙遠的距離并計算哈勃常數。
后續的觀測,主要依賴位于亞利桑那州的Multiple Mirror Telescope和Large Binocular Telescope,確認了這些光點的起源。研究人員通過研究光點之間的時間延遲,將其與超新星的距離結合,插入到各種引力透鏡模型中,從而計算出哈勃常數的值為75.4 km/s/Mpc,加上8.1或減去5.5。這一結果再次與標準宇宙模型完全矛盾。
盡管這一計算結果為哈勃張力問題提供了新的視角,但這并不意味著這一難題的最終結論。其他研究團隊也在積極探索宇宙的相關難題,以尋找更多的線索。對此,研究團隊表示,他們將繼續收集來自銀河系周圍其他爆炸恒星的重要數據,以期解開這一宇宙之謎。
這一系列的發現與觀察,不僅揭示了我們對宇宙理解的不足,也引發了對現有宇宙模型的深刻思考。天文學界需要不斷更新與調整我們的理論,以適應新的觀測結果和科學發現。哈勃張力的問題仍然是一個值得深入探討的課題,未來或許會有更多的發現能夠為我們提供更全面的理解。
隨著技術的不斷進步和研究的深入,我們對宇宙的理解將會更加準確與全面。JWST的最新發現提醒著我們,宇宙是一個充滿未知與神秘的領域,科學探索的道路上,總是伴隨著新的挑戰與驚喜。未來的研究將持續推進我們對宇宙深層次問題的認識,期待我們能在探索中發現更多的宇宙秘密。
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