無法理解的差異！韋伯新的觀測：人類理解的宇宙，或許並不真實
NGC 5468
這是一個距離我們約1.3億光年的星系，它的盤面正對着我們，我們可以看到它的四條旋臂，以及旋臂內的恆星。
造父變星位置示意
在這個星系中，韋伯望遠鏡觀測了一類被稱爲造父變星的恆星，它們位於圖中青色標記出的區域。
依據這些恆星的數據，天文學家驗證了之前一直無法理解的一個宇宙學差異，這個差異關乎着我們對宇宙的正確理解，天文學家將此差異稱爲哈勃衝突，這是目前面臨的“宇宙學危機”。
哈勃常數
哈勃衝突具體說的是，我們對哈勃常數的理解出現了問題。
哈勃常數是描述宇宙膨脹速率，也就是宇宙膨脹快慢的一個參數。
它是由天文學家哈勃率先計算得出。
哈勃
1929年天文學家哈勃觀測發現，幾乎所有的星系都在遠離我們，依據這個現象，哈勃意識到宇宙似乎正在膨脹，並且膨脹的速率好像是個恆定值（就是以天體退行的速度除以它的距離，不管天體有多遠，這個值幾乎不變），這個值便是哈勃常數。
哈勃測量宇宙膨脹值的望遠鏡，胡克望遠鏡
哈勃常數的發現，讓我們觸摸到了宇宙膨脹的規律，所以依據它，我們可以推測宇宙如今膨脹的速度、它的大小以及它的年齡這些最爲基本的信息。
而哈勃常數越精確，我們推測出的信息則越準確。
所以精確的測算哈勃常數是我們瞭解宇宙演化的一個關鍵所在，這也是天文學家一直追尋的目標。
那麼，要怎麼測算哈勃常數呢。
測算哈勃常數
天文學家依據一種名叫宇宙距離階梯的方式測算，就是尋找一種天體作爲標準燭光，首先計算出距離我們較近的目標，然後在此距離上計算位於更遠距離的目標，依次類推，就像階梯，所以稱爲宇宙距離階梯。
宇宙距離階梯示意
而選擇作爲標準燭光的天體，就是開頭我們所說的造父變星，這是一類比太陽大且明亮的巨星。
哈勃望遠鏡拍攝的造父變星
要精確測算這類天體的距離，我們需要很強大的望遠鏡。
1990年哈勃望遠鏡升空，這爲天文學家創造了條件，所以從這個時候開始，哈勃常數不斷地被精確，直到最終確定爲73KM/S/MPC。
而故事，也就是從這個時候開始。
不同的結果
2009年的時候，天文學家向太空發射了一個名叫普朗克的衛星，這個衛星是用來探測宇宙微波背景輻射。
宇宙微波背景輻射是來自宇宙大爆炸38萬年後的第一縷光，我們稱它爲爆炸後的餘暉，這是我們研究早期宇宙的重要信使。
宇宙微波背景輻射圖
2013年，普朗克的研究團隊公佈了第一批研究數據，根據這些數據，天文學家用另一種方式計算了哈勃常數的值（就是結合普朗克的觀測和宇宙標準模型他們做了計算），計算出的哈勃常數的值爲67.4KM/S/MPC，2015年又再次進行了確認，這個值沒有問題。
於是，令天文學家頭疼的事情出現了，兩種測算方式都沒有問題，但結果爲何不同呢，這讓天文學家很困惑。
兩種測算隨着精度提高，出現不同結果
兩種測算方式，理應出現相同的結果，可事實：一個73，一個67.4。
差異接近10％，這很不科學，它暗示着我們對宇宙的理解可能出現了問題。
但是哪方面的問題呢？
驗證差異
首先，我們需要驗證這兩種方式的結果是否真的準確，這樣才能尋找答案。
若依據宇宙標準模型計算的值準確，那麼結果還很樂觀，它說明，只是哈勃望遠鏡的觀測能力有限。
所以測算的值出現了不確定性，那麼隨着更加強大望遠鏡的加入，這個差異或許就會消失。
第二種情況，若是哈勃望遠鏡觀測的是正確的，那我們理解的宇宙標準模型可能出現了問題。
所以，到底是哪一種呢？
天文學家更傾向於第一種，他們認爲可能是哈勃望遠鏡觀測出現了不確定性。
所以，當2022年韋伯望遠鏡升空，這讓天文學家有了驗證的機會。
於是，就有了我們剛開始看到的那個驗證。
韋伯觀測的星系，以及星系中的造父變星
在這次驗證中，天文學家得到了大約1000顆造父變星的數據，比起哈勃的觀測，韋伯的強大視角的確更清晰的看到了造父變星的光源，所以和其它恆星光源相混淆的可能性已經很低，所以天文學家認爲的是觀測誤差導致的不確定性應該不再存在。
韋伯和哈勃觀測的造父變星對比
那麼，更加強大的韋伯望遠鏡，這次的觀測結果到底怎樣呢？
很遺憾，結果並不是天文學家認爲的那樣是觀測出現的不確定性導致。
這次的觀測，韋伯的結果和哈勃望遠鏡的結果一致，這證實了哈勃望遠鏡之前的數據。
所以，問題指向了我們的宇宙學理論--宇宙標準模型，我們對宇宙的理解可能真的出現了問題。它或許是暗能量的問題、或許是暗物質、又或者是其它我們未曾發現的新物理。
所以這個差異儘管令人很困惑，但或許它也是一個契機，是帶領我們發現超越標準模型的一個契機。
所以當我們真的解決了這個差異時，我們對宇宙的理解可能會達到一個新的高度，一個直指宇宙真諦的高度。
期待解決的那一天.....
好了，這個就是本期的全部內容，我是騰寶，一個熱愛天文的科普創作者，還希望大家多多關注與支持。
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