Kosmologia stoi w potencjalnym punkcie zwrotnym, a Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) NASA jest gotowy, aby zająć się długotrwałymi problemami w tej dziedzinie. Przez lata standardowy model kosmologiczny był złotym standardem, wyjaśniając skład wszechświata jako 68 procent ciemnej energii, 27 procent ciemnej materii i 5 procent zwykłej materii. Model ten dostarczył dokładnych przewidywań dotyczących struktur kosmicznych i rozmieszczenia materii, ale ostatnie obserwacje podważają jego założenia.
Napięcie Hubble’a
Istotnym problemem jest „napięcie Hubble’a”, które wynika z różnych pomiarów tempa ekspansji wszechświata, zgodnie z artykuł opublikowane przez The Conversation. Obserwacje wykorzystujące zmienne cefeidowe sugerują tempo 73 km/s/megaparsek, podczas gdy teoretyczne przewidywania proponują 67,4 km/s/megaparsek. Ta 8-procentowa rozbieżność doprowadziła do debat na temat tego, czy obecne pomiary są stronnicze, czy też model kosmologiczny wymaga rewizji. Pomimo zaawansowanych możliwości JWST, nie udało się jeszcze definitywnie rozwiązać tego napięcia.
Naukowcy biorą teraz pod uwagę pomiary innych typów gwiazd, takich jak gwiazdy z gałęzi czerwonego olbrzyma (TRGB) i gwiazdy z asymptotycznej gałęzi olbrzymów regionu J (JAGB), które przyniosły mieszane wyniki.
Napięcie S8
Innym wyzwaniem jest „napięcie S8”, które obejmuje przewidywaną i obserwowaną grudkowatość materii we wszechświecie. Model standardowy sugeruje, że materia powinna być bardziej skupiona niż obserwowana, co powoduje rozbieżność około 10 procent. Jedno z potencjalnych rozwiązań obejmuje rewizję naszego rozumienia ciemnej materii, być może włączenie szybko poruszających się cząstek lub rozważenie wpływu wiatrów galaktycznych na dystrybucję materii.
Patrząc w przyszłość
JWST ma również ujawnił że wczesne galaktyki wydają się niespodziewanie masywne, co może wskazywać na nową fizykę lub odzwierciedlać ograniczenia obecnych technik pomiarowych. Przyszłe obserwacje, w tym te z Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) i Vera Rubin Observatory, będą miały kluczowe znaczenie dla rozwiązania tych problemów.
Podsumowując, chociaż JWST nie dostarczył jeszcze ostatecznych odpowiedzi, jasne jest, że kosmologia jest na rozdrożu. Następne kilka lat może albo wzmocnić istniejący model, albo zapoczątkować nową fizykę, potencjalnie zmieniając nasze rozumienie wszechświata.
