Nye James Webb-data viser, at krisen i kosmologien fortsætter

Der er noget meget mærkeligt i gang med kosmologi. I de sidste par årtier har ét stort spørgsmål skabt en krise på området: Hvor hurtigt udvider universet sig? Vi ved, at universet har udvidet sig siden Big Bang, men den nøjagtige hastighed af denne ekspansion er stadig ikke kendt med sikkerhed. Problemet er, at udvidelseshastigheden ser ud til at være forskellig afhængig af, hvilke faktorer der bruges til at måle det, og ingen er sikker på hvorfor.

For nylig, ny forskning ved hjælp af James Webb-rumteleskopet har gjort det klart, at dette problem ikke forsvinder i den nærmeste fremtid. Webb har forfinet tidligere målinger af ekspansionshastigheden lavet ved hjælp af data fra Hubble rumteleskop, og den grelle inkonsekvens er der stadig.

Anbefalede videoer

Udvidelseshastigheden af ​​universet er kendt som Hubble-konstanten, og der er to hovedmåder, hvorpå den måles. Den første måde er ved at se på fjerne galakser og finde ud af, hvor langt væk de er ved at se på særlige typer stjerner der har forudsigelige niveauer af lysstyrke. Dette fortæller dig, hvor længe lyset har rejst fra den galakse. Derefter ser forskere på rødforskydningen af ​​den galakse, som viser, hvor meget udvidelse der er sket i løbet af denne tid. Dette er metoden til at måle Hubble-konstanten, der bruges af rumteleskoper som Hubble og Webb.

Relaterede

  • James Webb ser beviser for en havdækket 'hycean' exoplanet
  • James Webb fanger den storslåede Whirlpool Galaxy i to bølgelængder
  • James Webb tager et billede af den fjerneste stjerne, der nogensinde er blevet opdaget

Den anden metode er at se på reststrålingen fra Big Bang, kaldet den kosmiske mikrobølgebaggrund. Ved at se på denne energi, og hvordan den varierer på tværs af universet, kan forskere modellere de forhold, der må have skabt den. Det lader dig se, hvordan universet må have udvidet sig over tid.

Problemet er, at disse to metoder er uenige om det endelige tal for Hubble-konstanten. Og efterhånden som måleteknikkerne bliver mere og mere præcise, forsvinder forskellen ikke.

Kombinerede observationer fra NASAs NIRCam (Near-Infrared Camera) og Hubbles WFC3 (Wide Field Camera 3) viser spiralgalaksen NGC 5584, som ligger 72 millioner lysår væk fra Jorden. Blandt NGC 5584s glødende stjerner er pulserende stjerner kaldet Cepheidvariabler og Type Ia supernova, en særlig klasse af eksploderende stjerner. Astronomer bruger Cepheid-variabler og Type Ia-supernovaer som pålidelige afstandsmarkører til at måle universets ekspansionshastighed.
Kombinerede observationer fra NASAs NIRCam (Near-Infrared Camera) og Hubbles WFC3 (Wide Field Camera 3) viser spiralgalaksen NGC 5584, som ligger 72 millioner lysår væk fra Jorden. Blandt NGC 5584s glødende stjerner er pulserende stjerner kaldet Cepheidvariabler og Type Ia supernova, en særlig klasse af eksploderende stjerner. Astronomer bruger Cepheid-variabler og Type Ia-supernovaer som pålidelige afstandsmarkører til at måle universets ekspansionshastighed.Billede: NASA, ESA, CSA, Adam G. Riess (JHU, STScI); Billedbehandling: Alyssa Pagan (STScI)

Den seneste forskning brugte Webb til at undersøge de særlige stjerner, der blev brugt til at beregne afstand, kaldet Cepheid-variabler. Forskere kiggede på galaksen NGC 5584 for at se, om Hubbles målinger af disse stjerner virkelig var nøjagtige - hvis de ikke er det, kan det forklare uoverensstemmelsen i Hubbles skøn konstant.

Forskerne tog tidligere Hubble-målinger af stjernerne og pegede Webb på de samme stjerner for at se, om der var vigtige forskelle i dataene. Hubble blev designet til at se primært i det synlige lys bølgelængde, men stjernerne skulle observeres i det nær-infrarøde pga. af støvet i vejen, så tanken var, at Hubbles infrarøde syn måske bare ikke var sprød nok til at se stjernerne præcist.

Den forklaring skulle dog ikke være. Webb, der opererer i det infrarøde, så på mere end 300 Cepheid-variabler, og forskerne fandt ud af, at Hubble-målingerne var korrekte. De kunne endda lokalisere lyset fra disse stjerner endnu mere præcist.

Så så vidt vi ved, er uoverensstemmelsen i Hubble-konstanten stadig der og forårsager stadig et problem. Der er alle mulige teorier for, hvorfor dette kunne være, fra teorier om mørkt stof til fejl i vores teorier om tyngdekraft. Indtil videre er spørgsmålet stadig åbent.

Forskningen har været accepteret til offentliggørelse i The Astrophysical Journal.

Redaktørens anbefalinger

  • James Webb fanger de fantastiske udstrømninger fra en spædbarnsstjerne
  • James Webb-teleskopet fanger en fantastisk udsigt over en berømt supernova-rest
  • Webb-teleskopet fanger Ringtågen i smukke detaljer
  • Forskere forklarer det kosmiske 'spørgsmålstegn' set af Webb-rumteleskopet
  • James Webb-teleskopet fanger den smukke Ringtåge med fantastiske detaljer

Opgrader din livsstilDigital Trends hjælper læserne med at holde styr på den hurtige teknologiske verden med alle de seneste nyheder, sjove produktanmeldelser, indsigtsfulde redaktionelle artikler og enestående smugkig.