תצפיות חדשות שנעשו על ידי ה() ביצעו עוד יותר את אחת התצפיות המוזרות ביותר בכל הפיזיקה - שהיקום התפשט במהירויות שונות על פני שלבים משתנים של חייו.
החידה, המכונה מתח האבל, עוררה ויכוח בין אסטרונומים שיכול לשנות או אפילו לשפר את התחום לחלוטין.
בשנת 2019, מדידות על ידיאישר שהבעיה אמיתית. ואז ב-2023 וב-2024, מדידות מדויקות אפילו יותר מ-JWST.
כעת, מדידות נוספות השתמשו במדגם הגדול ביותר של נתוני JWST שנאספו במהלך השנתיים הראשונות שלו בחלל כדי לחזק את הבעיה. הפיזיקה החדשה שיכולה לענות על התעלומה עדיין לא ברורה, אך כפי שהחוקרים מתארים במאמר שפורסם ב-9 בדצמבר ב-כתב העת האסטרופיזי, המתח לא הולך לשום מקום.
"ככל שאנו עושים יותר עבודה כך ברור יותר שהסיבה היא משהו הרבה יותר מעניין מאשר פגם בטלסקופ. במקום זאת נראה שזו תכונה ביקום", מחבר המחקר הראשי וחתן פרס נובלאדם ריס, פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, סיפר ל- Live Science. "הצעדים הבאים הם רבים. יש צורך במידע נוסף בחזיתות רבות ורעיונות חדשים".
קָשׁוּר:
ישנן שתי שיטות תקן זהב לזיהוי קבוע האבל, הערך המכמת את מהירות ההתפשטות של היקום. הראשון צולם על ידי מדידת תנודות זעירות ברקע המיקרוגל הקוסמי - תמונת מצב עתיקה של האור הראשון של היקום שנוצר רק 380,000 שנים לאחר.
לְאַחַרממפה את רעש המיקרוגל הזהבאמצעותקוסמולוגים לווייני פלאנק הסיקו קבוע האבל של בערך 46,200 קמ"ש למיליון שנות אור, או בערך 67 ק"מ לשנייה למגה-פרסק (ק"מ/שניה/קמ"ש). זה, לצדמדידות אחרות של היקום המוקדם, מיושר עם התחזיות התיאורטיות.
השיטה השנייה פועלת במרחקים קרובים יותר ובחייו המאוחרים יותר של היקום באמצעות כוכבים פועמים הנקראים. כוכבי קפאיד מתים לאיטם, והשכבות החיצוניות של גז הליום שלהם גדלות ומתכווצות כשהן סופגות ומשחררות את קרינת הכוכב, מה שגורם להן להבהב מעת לעת כמו מנורות אות רחוקות.
ככל שהקפאידים נעשים בהירים יותר, הם פועמים לאט יותר, ומאפשרים לאסטרונומים למדוד את הבהירות הפנימית של הכוכבים. על ידי השוואת הבהירות הזו לבהירות הנצפית שלהם, אסטרונומים יכולים לשלשל קפאידים ל"סולם מרחק קוסמי" כדי להציץ עמוק יותר.
עם הסולם הזה במקום, ולאחר עיגון בהירות הקפאידים לפיצוצים מסופרנובות מסוג Ia, אסטרונומים יכולים למצוא מספר מדויק למהירות ההתפשטות של היקום מהאופן שבו אור הכוכבים המרצדים נמתח, או הוסט לאדום. קבוע האבל המוחזר בשיטה זו הוא בסביבות 73 ק"מ לשנייה/ממ"ק: ערך הרחק מחוץ לטווח השגיאה של מדידות פלאנק.
קָשׁוּר:
אסטרונומים הציעו הסברים שונים לסיבת אי הסכמה זו, וחלקם ניסו להקניט אתבתוך התוצאות. בינתיים, ריס והצוות שלו מלמדים את המתחומחקרים מקיפים יותר.
מחקר חדש זה הוא עוד חוליה בשרשרת זו. הניתוח החדש מכסה כשליש מגודל המדגם של מחקר האבל 2019, הניתוח החדש השתמש ב-JWST כדי למדוד את מרחקי הקפאיד של המדגם עד לרמת דיוק של 2% - שיפור גדול בדיוק של האבל של 8-9%.
הצלבת תוצאות אלה עם כוכבים אחרים למדידת מרחק, כגון כוכבים עשירים בפחמן וענקים אדומים בוהקים, החזירה ערך של 72.6 ק"מ/שנ'/ממ"ק, מה שהפך אותו כמעט לזהה למדידה המקורית של האבל.
לא ברור בדיוק מה יכול להיות הגורם לחוסר ההתאמה המוזר ("הלוואי וידעתי", אמר ריס ל- Live Science). אבל ספקולציות רבות בקרב אסטרונומים.
אפשרות אחת היא "משהו חסר בהבנתנו את היקום המוקדם, כמו מרכיב חדש של החומר - מוקדם[התופעה המסתורית שמניעה את ההתפשטות הקוסמית] - שנתנה ליקום בעיטה בלתי צפויה לאחר המפץ הגדול."מארק קמיונקובסקי, קוסמולוגית מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס שעזרה בחישוב קבוע האבל ושלא הייתה מעורבת במחקר,אמר בהצהרה. "ויש רעיונות אחרים, כמו תכונות מצחיקות של חומר אפל, חלקיקים אקזוטיים, מסת אלקטרונים משתנה, או שדות מגנטיים קדומים שעשויים לעשות את העבודה. לתיאורטיקנים יש רישיון להיות די יצירתיים."
