韦伯太空望远镜解开了许多谜团，也创造了一些新的谜团

新望远镜的数据可能只是开始，科学家们说。

在科学中，人们常说数据不会关心你怎么想。当涉及到韦伯太空望远镜，这样的先进工具时，这一点尤其正确。因此，JWST的一些数据与科学家预期的不完全相符，并不令人震惊。

在2024年艾萨克·阿西莫夫纪念辩论中，天体物理学家兼科学传播者尼尔·德格拉斯·泰森（Neil DeGrasse Tyson）在纽约的美国自然历史博物馆主持了一场讨论。讨论围绕望远镜数据如何可能改变我们对宇宙基本理解的主题进行。从宇宙年龄的差异到早期星系意外的亮度，韦伯太空望远镜已经促使科学家重新考虑早期宇宙的运作方式，这些发现可能在JWST接下来十年或更长时间的使用期间，触发我们对宇宙模型的重大改变。

德克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）的理论天体物理学家迈克·博伊兰-科尔钦（Mike Boylan-Kolchin）说，望远镜的数据“描绘了一个一致且全新的早期宇宙图景”。

虽然不可能知道JWST会看到什么，但这并不意味着科学家没有尝试预测，不过，这很困难。辩论小组成员说，最难的部分可能是提出基本参数以作为他们预测的基础。

泰森说，这些参数就像是在用来基于假设投影结果的计算机宇宙模拟中转动的“旋钮”。例如，纽约市Flatiron Institute’s Center for Computational Astrophysics的高级研究科学家瑞秋·萨默维尔（Rachel Somerville）描述了她参与的一项研究，该研究试图预测JWST会看到什么。

萨默维尔说：“我们调整了我们模型中的所有旋钮，以匹配近邻宇宙，但有些东西不对，我们与观测结果不符”。在审查数据后，萨默维尔和她的团队发现，如果考虑到早期宇宙的密度增加，他们的预测会更准确，这个密度比我们现在更广阔的宇宙小，但包含相同的质量。

其它问题并非那么容易解决，例如，JWST所作的许多观测显示，早期宇宙是一个令人惊讶的活跃地带，拥有比科学家预测的更大更亮的星系。

博伊兰-科尔钦说：“我认为没有任何人的模型真正预测到那时有多少活动，看起来一切都比我们认为的要在早期宇宙发生得更快。”

早期宇宙异常活跃的情况可能与另一个天体物理学中众所周知的差异有关，宇宙的年龄。

芝加哥大学（University of Chicago）的宇宙学家温迪·弗里德曼（Wendy Freedman）说，哈勃太空望远镜在帮助缩小宇宙年龄的科学共识方面起了巨大作用，实际上，望远镜的镜子是专门制造的，用来观察天文学家可以用来计算那个年龄的被称为造父变星的恒星。

自从那时起，宇宙年龄的测量结果，大约137亿年，就一直站稳脚跟。

但是，博伊兰-科尔钦说，不要忘了还有另一种测量宇宙年龄的方法。

他说，“那就是通过宇宙微波背景辐射，来自宇宙最早阶段的光”。使用这种方法，科学家得出了一个略大的数字，138亿年。虽然这个差异似乎不是很大，博伊兰-科尔钦说，使用造父变星的一些估计低至128亿年。更糟糕的是，没有人知道这个差异来自哪里。

弗里德曼说，“就像我们在山的两边挖隧道，但错过了”。

不幸的是，JWST发现的那些异常明亮的早期星系并没有解决这个谜题。

实际上，望远镜的结果促使渥太华大学（University of Ottawa）的天体物理学家拉金德拉·古普塔（Rajendra Gupta）发表了一篇论文，建议根据新数据，宇宙可能古老至268亿年，大约是当前估计的两倍。

尽管小组成员同意古普塔的建议极不可能，宇宙年龄的总体差异确实表明，标准宇宙学模型及我们对暗物质和暗能量对我们宇宙的影响的理解，可能需要一些调整。

弗里德曼说，可能是“我们当前画面中缺少了一些基本的东西。”

好消息是，JWST的数据不仅可以指出差异，它还可能帮助科学家回答天文学中持续了几十年的一些基本问题。望远镜也不会是唯一帮助解决这些问题的技术。新工具如人工智能和日益强大的超级计算机可能会有所帮助；其他望远镜，如弗里德曼主导开发的正在智利建造的巨型光学望远镜Giant Magellan Telescope，也会为科学家提供高质量的数据。

耶鲁大学（Yale University）的理论天体物理学家普里亚·纳塔拉贾（Priya Natarajan）说，有了这么多新工具，数据的数量和质量将是前所未有的。

她说，我们正处于数据革命的中心，不久，它就会开始真正紧密地限制模型，从而限制我们的理论理解。