詹姆斯•韋伯太空望遠鏡(JWST)令天文學家頭痛了,它所拍攝的宇宙最早期照片,嚴重衝擊現有的宇宙學理論,應驗了科學界的一句俗話「所知愈多,問題反而更多。」
根據現有理論,宇宙的年齡大約是137億年,而一個巨大的成熟星系,應該至少需要幾十億年的演化才會形成。然而韋伯望遠鏡所拍攝到的深遠宇宙,卻已經充滿各種成熟星系,不乏許多中老年恆星,天文學家大嘆「它們不應該在那裡。」
令天文學家困惑的「原兇」,是韋伯回傳的第一份深太空照片,由於那些星系距離非常之遠,以至於即使是韋伯如此強大的紅外線望遠鏡,看起來也只是微小的紅點。通過分析這些星系發出的光,天文學家確定,這些小紅點是宇宙大爆炸(Big Bang)後5 ~7億年的宇宙早期。

這時代有星系,還並不令人驚訝。依現有天文學理論,在大霹靂之後,宇宙快速擴張,但這時候還沒有仕何星星,因為此時宇宙間只有濃厚的氫原子霧,它們還在找機會凝結中。這個無星光的時期,就被稱為「宇宙的黑暗時代」,它的時間大約是4億年,之後第一批恆星就會如雨後春筍般湧現,也開始形成星系。
僅有4億年的恆星,應該是相當狂暴,早期星系可能還不規則。但是,韋伯所發現的星系實在大得驚人,其中的恆星也太成熟了。這與現有理論明顯衝突,甚至不符合哈伯太空望遠鏡所做的早期觀察。
賓州大學天文學家萊哈(Joel Leja)說:「我們對早期宇宙的星系的推測是,它們應該年輕而且體積小。以前哈伯望遠鏡和其他儀器的觀測資料,也是小型而且藍色恆星為主的嬰兒星系。」
然而,韋伯拍攝的卻超早期星系卻有古老的紅色恆星,而且星系的規模與我們的銀河系相若,這實在太這太令人震驚了。這就有點像,一個實際年齡3歲的孩子,已經180公分高,而且長了鬍子。
萊哈表示,目前還沒有答案,只能提出各種猜想。然而,猜想也就意味著需要新的理論。
萊哈說:「如果要我勉強猜測,我會想早期恆星與現行恆星有什麼根本上的差別。例如,早期恆星必然缺乏重元素,可能會以奇特的方式發光,目前我們還沒有考量到這一部分。又或者,最早期恆星的形成方式,可能與後來的次生恆星就有根本上的差異。」
韋伯望遠鏡是2021年12月25日發射的,2022年7月正式工作。它僅用半年的觀測,就幾乎要打翻了天文學理論了。科學家雖然頭痛,但是仍然很高興,這意味著有更多的問題值得研究。
科學家頭痛 韋伯望遠鏡的早期宇宙照片 與天文理論不符 - 中時新聞網 Chinatimes.com
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