韦布望远镜公布新发现～～

这一回，韦布确认了哈勃望远镜测量的宇宙膨胀速度是准的！

天文界有一个问题一直争论不休，那就是“哈勃常数”的准确数值，它决定着我们这个宇宙的膨胀速度和最终命运。哈勃常数的测量值就像宇宙的一把尺子，数值越精确，我们就能越精准地描绘宇宙的演化历史。

过去，哈勃空间望远镜通过测量一种叫做“造父变星”的恒星的亮度来计算哈勃常数。这类恒星有一个特点，就是它的亮度会发生变化，且周期跟其自身亮度有关。天文学家把它们当作“标准烛光”，用来丈量宇宙距离，进而推算宇宙膨胀的速度。

34年过去了，哈勃望远镜帮科学家大幅提高了对宇宙年龄估计的精确度，将其测定在了138亿年左右，误差不到1%。

除这种方法以外，天文学家还有另一套不同的方法，能够测量哈勃常数，就是观测宇宙微波背景辐射，那是宇宙大爆炸残留至今的余晖。通过普朗克天文卫星的精确测绘，天文学家同样得出了哈勃常数的准确数值，误差甚至比哈勃测量的还要低。

一切似乎都很美好，只有一个小问题——两种方法测得的哈勃常数，它不一致！！！

简单来说，就好比我们用两把尺子去量同一根木头，量出来的数值却不一样。两把尺子都很准，可结果为什么就不一样呢？！

有人会说，把那两把尺子放一起比划比划，不就知道谁准了吗？可问题就在于，实在是做不到啊…… 哈勃望远镜测量的是宇宙演化长河中靠近我们现在的一小段，而宇宙微波背景辐射反映的则是宇宙诞生之初的状态。两者风马牛不相及，想捏都捏不到一块儿去。

这便是当代宇宙学的一大疑难问题，被称为“哈勃常数争议”（Hubble tension），令无数宇宙学家头秃。那么，问题到底出在哪里呢？

天文学家认为，有两种可能：

• 要么，目前所知物理定律并不完整，还需新理论来解释宇宙膨胀；
• 要么，测量本身存在缺陷，导致两者观测到的结果有所偏差。

现在，终于轮到韦布望远镜闪亮登场了！

韦布望远镜在红外波段对造父变星进行了观测，所得数据与哈勃望远镜在可见光波段的观测数据一致。这一结果消除了对哈勃测量结果的所有疑虑，证实哈勃望远镜的观测是准确的。

换句话说，之前哈勃望远镜用来测量宇宙膨胀的这把尺子，现在有韦布望远镜站出来证明，确实是准的了！

不过，如此一来，“哈勃常数争议”也就更加令人费解了。

韦布望远镜的这一观测结果让我们更加确信，“哈勃常数争议”并非测量误差造成的，而是宇宙本身的特性。正如研究团队负责人所说：“我们也许误解了宇宙。”

未来，随着“罗曼空间望远镜”和“欧几里德望远镜”等新一代望远镜的升空，天文学家或许能解开宇宙膨胀速度这一谜团。

图一：这张NGC 5468的图片结合了哈勃和韦布望远镜的数据。这个星系位于室女座方向，距离地球约1.3亿光年，是哈勃望远镜在其中识别出造父变星的最遥远星系。从造父变星计算出的距离已与该星系中一颗Ia型超新星进行了交叉验证。Ia型超新星非常明亮，被用来测量远超造父变星范围的宇宙距离，将宇宙膨胀速率的测量扩展到更深的空间。

图二：这两幅并排的图片中心，是一颗造父变星。这是一类特殊的恒星，被用来测量宇宙膨胀速率。两幅图像都是对一个遥远星系的高度放大视图，因此像素化严重，每个像素代表一颗或多颗恒星。与哈勃望远镜（右图）相比，韦布望远镜在近红外波段下的图像（左）明显更加清晰。通过韦布的观测，这颗造父变星更加清晰地脱颖而出，消除了任何可能的混淆。韦布被用于查看一批造父变星，并确认了之前哈勃观测的准确性，这些观测对于精确测量宇宙的膨胀速率和年龄至关重要。

图源：NASA, ESA, CSA, STScI, A. Riess (JHU/STScI)

文案：Gemini & GPT-4 洗自韦布官网新闻稿