韋伯望遠鏡最新觀測：哈伯常數爭議終結？標準宇宙模型獲得強力佐證

由芝加哥大學與卡內基研究所主導的「芝加哥-卡內基哈伯計畫」團隊，運用NASA/ESA/CSA聯合研發的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡進行最新測量，發現哈伯常數觀測值與現行標準宇宙模型（ΛCDM模型）完全吻合，顯示現有理論架構仍具解釋力，無需引入額外物理機制。

這幅藝術概念圖呈現宇宙演化歷程：左側大霹靂後形成宇宙微波背景輻射，接著第一代恆星終結宇宙黑暗時期，最終誕生星系結構。（影像來源：哈佛-史密松天體物理中心／M. Weiss）

芝加哥大學溫蒂·弗裡德曼教授指出：「新證據顯示標準宇宙模型依然穩固。雖然未來可能發現與模型牴觸的現象，但至少哈伯常數目前並非突破點。」

現行宇宙膨脹速率測量主要分兩大流派：

第一種透過觀測大霹靂殘留的宇宙微波背景輻射（CMB），這道穿越時空的古老光線能揭示早期宇宙狀態。弗裡德曼團隊則專精第二種方法——直接測量當代宇宙的區域性膨脹速率，此技術難度反而更高，關鍵挑戰在於精確測距。

過去半世紀，科學家發展出多種鄰近天體測距技術，其中最經典的是觀測Ia型超新星爆發時的峰值亮度。這類「標準燭光」的絕對亮度已知，透過測量視亮度即可推算距離，再輔以星系退行速度觀測，就能計算哈伯常數。

阿塔卡馬宇宙學望遠鏡拍攝的CMB輻射影象，橙藍色區分別代表不同強度的輻射（影像來源：ACT合作組織）

弗裡德曼教授另開創兩項革命性測距技術：利用紅巨星分支頂端（TRGB）與碳星特性。但這些測量需進行多重修正，包含：
1. 校正宿主星系間宇宙塵埃的消光效應
2. 修正宇宙時標上的光度演化差異
3. 排除儀器系統誤差

隨著2021年韋伯望遠鏡升空，其超高解析度（哈伯的4倍）與靈敏度（哈伯的10倍）帶來突破性進展。勞倫斯柏克萊國家實驗室泰勒·霍伊特博士強調：「韋伯能穿透塵埃遮蔽，精確測量先前模糊星團中的單一恆星，甚至捕捉更闇弱天體。」卡內基科學研究所巴里·馬多爾博士補充：「紅外探測能力徹底解決歷史性的測距精度瓶頸。」

團隊整合哈伯與韋伯資料，得出哈伯常數值為70.4±3% km/s/Mpc，與CMB測量值67.4±0.7% km/s/Mpc達成統計相容。弗裡德曼教授表示：「過去學界提出逾千篇論文試圖解釋膨脹速率差異，但韋伯資料顯示，這可能只是觀測技術限制造成的假象。」

該研究成果已刊登於2025年5月27日出刊的《天體物理學期刊》。
論文標題：芝加哥-卡內基哈伯計畫進展報告：運用哈伯與韋伯望遠鏡測量哈伯常數
DOI編號：10.3847/1538-4357/adce78