天文学家排除了哈勃张力的一种解释

也许宇宙学中最大、最令人沮丧的谜团是哈勃张力问题。简而言之，我们拥有的所有观测证据都表明，宇宙最初是一个炎热、致密的状态，然后以不断增加的速度膨胀，成为我们今天看到的宇宙。对这种扩张的每一次衡量都与这一点一致，但他们不一致的地方在于这个比率到底是多少。

我们可以用很多不同的方式来衡量扩张，虽然它们处于相同的总体范围内，但它们的不确定性现在非常小，以至于它们不重叠。哈勃参数的值不属于所有测量的不确定性范围内，因此存在问题。

当然，大部分结果取决于一长串的观察结果。例如，当我们使用遥远的超新星测量宇宙膨胀时，结果取决于通过宇宙距离阶梯找到的这些超新星的导出距离，其中更大的距离是根据较近物体的距离确定的。

因此，根据视差，我们测量附近的恒星距离，用它来校准一种称为造父变星的变星，用造父变星来测量我们本地群中的星系距离，用它来标准化Ia型超新星的亮度，最后使用这些超新星来测量最遥远的星系。

宇宙距离阶梯中的每一步都有一定程度的不确定性，并且这种不确定性会延续到下一个级别。因此，如果一种距离测量方法恰好不准确，那么任何依赖于距离阶梯的方法都会导致我们对宇宙膨胀的测量方法失效。因此，天文学家开始仔细研究各种阶梯，寻找可以解决张力问题的错误。其中大部分都集中在造父变星上。

造父变星是一种变星，其亮度变化与其整体光度成正比。这种周期-光度关系最早由HenriettaLeavitt在1800年代发现，从那时起就一直是宇宙学的核心。如果测量造父变星的周期，您就知道它的实际亮度，并将其与表观亮度进行比较以确定其距离。造父变星最初是由埃德温·哈勃(EdwinHubble)用来发现宇宙膨胀的，并且该方法已被证明相当可靠。

但多年来我们发现莱维特的周期-光度关系比最初想象的要微妙一些。例如，我们现在知道造父变星的周期因其金属丰度和其他因素而略有不同。也许我们遗漏的数据存在一些差异。

几年前，哈勃的造父变星观测被用来看看周期-光度关系的调整是否可以解释哈勃张力，但结果看起来并不乐观。现在，一项使用JWST观测结果的研究已在arXiv预印本服务器上发布。

与哈勃望远镜相比，JWST的优势之一是韦伯在红外光中观察造父变星，红外光更容易穿透星际尘埃。韦伯观测也能更好地解决“拥挤”问题，即来自造父变星的光可能会被同一星团中恒星的光淹没。所以这些最新结果是我们拥有的最准确的造父变星观测结果。

在这项新研究中，研究小组观察了一千多个造父变星，并能够极其精确地查明造父变星的距离关系。由此，他们证明了造父变星误差不能解释哈勃张力。

造父变星对张力问题的解决方案在8-sigma的统计水平上被排除。在科学中，5-sigma结果被认为是“确定的”，因此哈勃张力是非常非常真实的。无论是时空结构、暗能量，还是我们尚未发现的东西，关于宇宙膨胀，有些东西我们根本不了解。