تلسکوپ فضایی جیمز وب با تأیید کار هابل پارادوکس جهان در حال انبساط را پیچیده می کند.
تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) عملکرد برادر بزرگتر خود، تلسکوپ فضایی هابل را دوبار بررسی کرد. اندازه گیری هابل از نرخ انبساط کیهان مثالی است، رصدخانه پیشگامی که پیدا شد، به اصطلاح به تقویت بیشترولتاژ هابل“
به بیان ساده، اندازه گیری نرخ انبساط جهان، که توسط خاصیتی به نام تعریف می شود ثابت هابلفقط جمع نکن
متصل: انرژی تاریک جهان را وادار به انبساط می کند. این رصدخانه جدید می تواند به ما نشان دهد که چگونه
از یک سو مشاهدات از پس زمینه مایکروویو کیهانی تشعشعات (CMB) که مانند تصویر کودکی از کیهان است که مربوط به تنها 379000 سال پس از آن است. مهبانگ، می گویند امروز جهان باید با سرعتی در حدود 67.8 کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک منبسط شود. این بدان معناست که هر حجم از فضا میلیون پارسک (3.26 میلیون سال نوری) باید با سرعت 67.8 کیلومتر (42.1 مایل) در هر ثانیه منبسط شود.
یک راه جایگزین برای اندازه گیری این انبساط، بالا رفتن از نردبان فاصله کیهانی است، جایی که هر پله توسط یک مرحله اخترفیزیکی متفاوت، مانند ستارگان متغیر Cepheid و نوع Ia تشکیل می شود. ابرنواخترها. میزان روشنایی این اجسام می تواند فاصله آنها را به ما بگوید، سپس می توانیم آن را با فاصله آنها مقایسه کنیم انتقال به قرمز مقادیری برای تعیین میزان انبساط کیهان با عبور نور آنها به سمت ما. با این حال، مشکل این است که این روش مقدار کاملاً متفاوتی را برای ثابت هابل به ما می دهد: چیزی در حدود 73.2 کیلومتر (45.5 مایل) در ثانیه در هر مگاپارسک.
پارادوکس ظاهری بین این دو اندازه گیری همان چیزی است که کیهان شناسان آن را کشش هابل می نامند. هیچ کس نمی داند چه چیزی باعث آن می شود، اما برخی فرضیه ها نیاز به فیزیک جدید برای توضیح تناقض ظاهری دارند.
یک توضیح احتمالی این است که در اندازه‌گیری پله پایینی نردبان فاصله کیهانی، که محل زندگی متغیرهای قیفاووسی است، خطا وجود دارد. اینها ستارگانی با درخشندگی هستند که به طور قابل پیش بینی در هنگام تپش ستارگان به داخل و خارج در نوسان است. هر چه دوره ضربان بین لحظات حداکثر روشنایی بیشتر باشد، حداکثر روشنایی بیشتر است. این رابطه دوره-درخشندگی به ما این امکان را می دهد که فاصله آنها تا زمین را به دقت محاسبه کنیم. می‌توان دوره ضربان را برای محاسبه حداکثر روشنایی اندازه‌گیری کرد، سپس، بر اساس میزان روشنایی یک متغیر قیفاووسی معین در آسمان، می‌توانیم محاسبه کنیم که چقدر باید فاصله داشته باشد تا آن روشن ظاهر شود.
با این حال، این یک روش کاملاً اشتباه نیست.
تلسکوپ فضایی هابل می‌تواند متغیرهای قیفاووس را در کهکشان‌های دور مشاهده کند، اما هرچه دورتر باشند، تشخیص آنها در میان تمام ستارگان دیگری که در اطرافشان جمع شده‌اند دشوارتر می‌شود. بنابراین، نگرانی وجود داشت که ستارگان حل نشده مجاور متغیرهای قیفاووسی در این کهکشان‌های دوردست به مقادیر روشنایی ظاهری قیفاووس اضافه می‌کردند و یک خطای نامرئی و سیستماتیک در اندازه‌گیری‌ها ایجاد می‌کردند. غبار بین ستاره ای همچنین می تواند بر روشنایی متغیرهای قیفاووسی تأثیر بگذارد و آنها را از منظر ما روی زمین کم رنگ کند.
اما اندازه گیری های جدید با تلسکوپ فضایی جیمز وب از پنج کهکشان که در مجموع بیش از هزار متغیر قیفاووسی دارند، این خطای احتمالی را رد کردند. دید مادون قرمز JWST قادر است گرد و غبار بین ستاره‌ای را برش دهد، در حالی که وضوح بیشتر آن به آن اجازه می‌دهد تا متغیرهای Cepheid را به وضوح از هم جدا کند تا از بین جمعیت متمایز شوند. از این اندازه‌گیری‌های JWST، اخترشناسان به رهبری آدام ریس از دانشگاه جانز هاپکینز تشخیص دادند که اندازه‌گیری‌های اولیه هابل به درستی انجام شده است.
ریس گفت: «ما اکنون طیف کاملی از آنچه هابل مشاهده می‌کند پوشش داده‌ایم و می‌توانیم خطای اندازه‌گیری را به عنوان علت ولتاژ هابل با اطمینان بسیار بالا رد کنیم. بیانیه.
پنج کهکشان مشاهده شده توسط JWST، که دورترین آنها NGC 5468 در فاصله 130 میلیون سال نوری از ما قرار دارد، همچنین در دهه های اخیر میزبان هشت ابرنواختر نوع Ia بوده اند. این ابرنواخترها که خبر از نابودی می دهند کوتوله های سفید، منحنی درخشندگی استانداردی دارند و پله بعدی را در نردبان فاصله کیهانی بالای قیفاووس تشکیل می دهند. از آنجایی که مرحله قبل برای کالیبره کردن مرحله بعدی ضروری است، مشاهدات JWST از متغیرهای قیفاووسی، اندازه گیری فاصله را با استفاده از ابرنواخترهای نوع Ia – که به اندازه کافی درخشان هستند که در کهکشان های بسیار دورتر از قیفاووس ها دیده شوند – دقیق تر می کند. و همچنین به ما می گویند که در اندازه گیری های مختلف ثابت هابل تناقضی وجود دارد.
ریس گفت: “با حذف خطاهای اندازه گیری، آنچه باقی می ماند این احتمال واقعی و هیجان انگیز است که جهان را اشتباه گرفته ایم.”
نتایج تیم برای مدت طولانی مانند قبل انتظار می رود در دسترس در سرور preprint arxiv و کسب درآمد در اواخر سال گذشته. اما اکنون که آنها به طور کامل منتشر شده‌اند، شاید بتوانیم در نهایت فصل مقصر دانستن فشار هابل را به کسی جز خود هابل ببندیم.
نتایج تیم ریس در 6 فوریه منتشر شد نامه های مجله اخترفیزیکی.
