Mô hình vũ trụ học tiêu chuẩn tồn tại sau những phát hiện đáng ngạc nhiên của kính viễn vọng

Các vết nứt trong vũ trụ được cho là phải mất một thời gian mới xuất hiện. Nhưng khi Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) mở thấu kính của nó vào mùa xuân năm ngoái, các thiên hà cực xa nhưng rất sáng lập tức chiếu vào trường quan sát của kính viễn vọng. “Họ quá sáng sủa một cách ngu ngốc, và họ chỉ nổi bật thôi,” nói Rohan Naidu, một nhà thiên văn học tại Viện Công nghệ Massachusetts.

Khoảng cách biểu kiến ​​của các thiên hà tính từ Trái đất gợi ý rằng chúng hình thành sớm hơn nhiều trong lịch sử vũ trụ so với dự đoán của bất kỳ ai. (Thứ gì đó càng ở xa thì ánh sáng của nó phát ra càng lâu trước đó.) Người ta vẫn nghi ngờ, nhưng vào tháng 330, các nhà thiên văn học đã xác nhận rằng một số thiên hà thực sự ở xa và do đó cũng nguyên thủy như chúng có vẻ. Thiên hà sớm nhất trong số những thiên hà đã được xác nhận đó tỏa sáng XNUMX triệu năm sau Vụ nổ lớn, khiến nó trở thành người giữ kỷ lục mới về cấu trúc sớm nhất được biết đến trong vũ trụ. Thiên hà đó khá mờ, nhưng các ứng cử viên khác được xác định một cách lỏng lẻo trong cùng khoảng thời gian đã phát sáng, nghĩa là chúng có khả năng khổng lồ.

Làm thế nào các ngôi sao có thể bốc cháy bên trong những đám mây khí siêu nóng ngay sau Vụ nổ lớn? Làm sao chúng có thể vội vàng đan mình vào những cấu trúc liên kết hấp dẫn khổng lồ như vậy? Việc tìm kiếm những thiên hà lớn, sáng và sơ khai như vậy dường như giống như việc tìm thấy một con thỏ hóa thạch trong địa tầng Tiền Cambri. “Không có những điều lớn lao ở thời điểm ban đầu. Phải mất một thời gian để đạt được những điều lớn lao, anh nói Mike Boylan-Kolchin, một nhà vật lý lý thuyết tại Đại học Texas, Austin.

Các nhà thiên văn học bắt đầu đặt câu hỏi liệu sự phong phú của những thứ to lớn ban đầu có thách thức sự hiểu biết hiện tại về vũ trụ hay không. Một số nhà nghiên cứu và phương tiện truyền thông tuyên bố rằng các quan sát của kính thiên văn đã phá vỡ mô hình vũ trụ học tiêu chuẩn — một tập hợp các phương trình đã được thử nghiệm kỹ lưỡng gọi là vật chất tối lạnh lambda, hay mô hình ΛCDM — chỉ ra một cách ly kỳ các thành phần vũ trụ mới hoặc các quy luật chi phối. Tuy nhiên, rõ ràng là mô hình ΛCDM có khả năng phục hồi. Thay vì buộc các nhà nghiên cứu phải viết lại các quy tắc của vũ trụ học, những phát hiện của JWST khiến các nhà thiên văn học phải suy nghĩ lại về cách các thiên hà được tạo ra, đặc biệt là trong giai đoạn đầu của vũ trụ. Kính viễn vọng vẫn chưa phá vỡ vũ trụ học, nhưng điều đó không có nghĩa là trường hợp của các thiên hà quá sớm sẽ trở thành bất cứ điều gì ngoại trừ kỷ nguyên.

Thời gian đơn giản hơn

Để hiểu tại sao việc phát hiện ra các thiên hà sáng, rất sớm lại gây ngạc nhiên, điều đó giúp hiểu được những gì các nhà vũ trụ học biết — hoặc nghĩ rằng họ biết — về vũ trụ.

Sau vụ nổ Big Bang, vũ trụ sơ sinh bắt đầu nguội đi. Trong vòng vài triệu năm, plasma sôi sục tràn ngập không gian lắng xuống và các electron, proton và neutron kết hợp thành các nguyên tử, chủ yếu là hydro trung tính. Mọi thứ yên tĩnh và tối tăm trong một khoảng thời gian không chắc chắn được gọi là thời kỳ đen tối của vũ trụ. Sau đó, một cái gì đó đã xảy ra.

Hầu hết vật chất bay ra sau vụ nổ Big Bang được tạo thành từ thứ mà chúng ta không thể nhìn thấy, được gọi là vật chất tối. Nó đã gây ảnh hưởng mạnh mẽ đến vũ trụ, đặc biệt là lúc đầu. Trong bức tranh tiêu chuẩn, vật chất tối lạnh (một thuật ngữ có nghĩa là các hạt chuyển động chậm, không nhìn thấy được) được ném bừa bãi vào vũ trụ. Ở một số khu vực, sự phân bố của nó dày đặc hơn và ở những khu vực này, nó bắt đầu sụp đổ thành khối. Vật chất nhìn thấy được, nghĩa là các nguyên tử, tụ lại xung quanh các khối vật chất tối. Khi các nguyên tử cũng nguội đi, cuối cùng chúng ngưng tụ lại và những ngôi sao đầu tiên ra đời. Những nguồn bức xạ mới này đã sạc lại hydro trung tính tràn ngập vũ trụ trong cái gọi là kỷ nguyên tái ion hóa. Thông qua lực hấp dẫn, các cấu trúc lớn hơn và phức tạp hơn đã phát triển, tạo nên một mạng lưới vũ trụ rộng lớn gồm các thiên hà.

Trong khi đó, mọi thứ cứ bay xa dần. Nhà thiên văn học Edwin Hubble đã tìm ra vào những năm 1920 rằng vũ trụ đang giãn nở, và vào cuối những năm 1990, Kính viễn vọng Không gian Hubble, trùng tên với ông, đã tìm thấy bằng chứng cho thấy sự giãn nở đang tăng tốc. Hãy nghĩ về vũ trụ như một ổ bánh mì nho khô. Nó bắt đầu như một hỗn hợp bột mì, nước, men và nho khô. Khi bạn kết hợp các thành phần này, men bắt đầu hô hấp và ổ bánh bắt đầu nổi lên. Những hạt nho khô bên trong nó - thay thế cho các thiên hà - kéo dài ra xa nhau hơn khi ổ bánh mì nở ra.

Kính viễn vọng Hubble thấy rằng ổ bánh mì đang tăng nhanh hơn bao giờ hết. Những quả nho khô đang bay ra với tốc độ bất chấp lực hấp dẫn của chúng. Gia tốc này dường như được điều khiển bởi năng lượng đẩy của chính không gian — cái gọi là năng lượng tối, được biểu thị bằng chữ cái Hy Lạp Λ (phát âm là “lambda”). Cắm các giá trị cho Λ, vật chất tối lạnh, vật chất thông thường và bức xạ vào các phương trình của thuyết tương đối rộng của Albert Einstein, và bạn sẽ có được một mô hình về cách vũ trụ phát triển. Mô hình “vật chất tối lạnh lambda” (ΛCDM) này phù hợp với hầu hết mọi quan sát về vũ trụ.

Một cách để kiểm tra bức tranh này là nhìn vào các thiên hà rất xa — tương đương với việc nhìn ngược thời gian về vài trăm triệu năm đầu tiên sau tiếng vỗ tay khủng khiếp đã bắt đầu tất cả. Khi đó vũ trụ đơn giản hơn, sự tiến hóa của nó dễ so sánh với các dự đoán hơn.

Lần đầu tiên các nhà thiên văn học cố gắng quan sát các cấu trúc sơ khai nhất của vũ trụ bằng kính viễn vọng Hubble vào năm 1995. Trong hơn 10 ngày, Hubble đã chụp được 342 lần phơi sáng của một mảng không gian trông trống rỗng trong chòm sao Bắc Đẩu. Các nhà thiên văn học đã rất ngạc nhiên trước sự phong phú ẩn mình trong bóng tối đen như mực: Hubble có thể nhìn thấy hàng nghìn thiên hà ở những khoảng cách và giai đoạn phát triển khác nhau, kéo dài trở lại những thời điểm sớm hơn nhiều so với dự đoán của bất kỳ ai. Hubble sẽ tiếp tục tìm kiếm một số thiên hà cực kỳ xa xôi - vào năm 2016, các nhà thiên văn học tìm thấy cái xa nhất của nó, được gọi là GN-z11, một vết mờ mờ mà chúng có niên đại 400 triệu năm sau Vụ nổ lớn.

Điều đó hơi sớm một cách đáng ngạc nhiên đối với một thiên hà, nhưng nó không gây nghi ngờ gì về mô hình ΛCDM một phần vì thiên hà này rất nhỏ, chỉ bằng 1% khối lượng của Dải Ngân hà và một phần vì nó đứng một mình. Các nhà thiên văn học cần một kính viễn vọng mạnh hơn để xem liệu GN-z11 là một thiên hà kỳ quặc hay là một phần của quần thể lớn hơn các thiên hà sơ khai khó hiểu, điều này có thể giúp xác định xem chúng ta có đang thiếu một phần quan trọng trong công thức ΛCDM hay không.

xa cách không thể đếm được

Kính viễn vọng không gian thế hệ tiếp theo, được đặt theo tên của cựu lãnh đạo NASA James Webb, ra mắt vào ngày Giáng sinh 2021. Ngay sau khi JWST được hiệu chỉnh, ánh sáng từ các thiên hà sơ khai nhỏ vào các thiết bị điện tử nhạy cảm của nó. Các nhà thiên văn học đã xuất bản một loạt các bài báo mô tả những gì họ nhìn thấy.

Các nhà nghiên cứu sử dụng một phiên bản của hiệu ứng Doppler để đánh giá khoảng cách của các vật thể. Điều này tương tự như việc tìm ra vị trí của xe cứu thương dựa trên tiếng còi báo động của nó: Tiếng còi báo động cao hơn khi nó đến gần và sau đó thấp dần khi nó lùi dần. Một thiên hà càng ở xa thì nó di chuyển ra xa chúng ta càng nhanh, và do đó ánh sáng của nó kéo dài đến bước sóng dài hơn và có vẻ đỏ hơn. Độ lớn của "dịch chuyển đỏ" này được biểu thị bằng z, trong đó một giá trị nhất định cho z cho bạn biết ánh sáng của một vật thể phải đi trong bao lâu để đến được với chúng ta.

Một trong những bài báo đầu tiên trên dữ liệu JWST đến từ Naidu, nhà thiên văn học MIT và các đồng nghiệp của ông, những người có thuật toán tìm kiếm đã đánh dấu một thiên hà có vẻ sáng chói và ở xa một cách khó hiểu. Naidu đặt tên cho nó là GLASS-z13, cho biết khoảng cách biểu kiến ​​của nó ở độ lệch đỏ 13 — xa hơn bất kỳ thứ gì được thấy trước đó. (Độ dịch chuyển đỏ của thiên hà sau đó đã được sửa lại thành 12.4 và nó được đổi tên thành GLASS-z12.) Các nhà thiên văn học khác làm việc trên các bộ quan sát JWST khác nhau đã báo cáo các giá trị dịch chuyển đỏ từ 11 đến 20, bao gồm một thiên hà được gọi là CEERS-1749 hoặc CR2-z17-1, có vẻ như ánh sáng đã rời khỏi nó 13.7 tỷ năm trước, chỉ 220 triệu năm sau Vụ nổ lớn - hầu như không chớp mắt sau khi bắt đầu thời gian vũ trụ.

Những phát hiện giả định này gợi ý rằng câu chuyện gọn gàng được gọi là ΛCDM có thể không đầy đủ. Bằng cách nào đó, các thiên hà lớn lên ngay lập tức. “Trong vũ trụ sơ khai, bạn không mong đợi nhìn thấy những thiên hà khổng lồ. Chris Lovell, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Portsmouth, Anh, cho biết chúng không có thời gian để hình thành nhiều sao như vậy và chúng chưa hợp nhất với nhau. Thật vậy, trong một nghiên cứu được công bố vào tháng XNUMX, các nhà nghiên cứu đã phân tích các mô phỏng trên máy tính của các vũ trụ được điều khiển bởi mô hình ΛCDM và phát hiện ra rằng các thiên hà sáng sớm của JWST nặng hơn một bậc so với các thiên hà hình thành đồng thời trong các mô phỏng.

Một số nhà thiên văn học và phương tiện truyền thông tuyên bố rằng JWST đang phá vỡ vũ trụ học, nhưng không phải ai cũng bị thuyết phục. Một vấn đề là dự đoán của ΛCDM không phải lúc nào cũng rõ ràng. Trong khi vật chất tối và năng lượng tối rất đơn giản, thì vật chất nhìn thấy có những tương tác và hành vi phức tạp, và không ai biết chính xác điều gì đã xảy ra trong những năm đầu tiên sau Vụ nổ lớn; những khoảng thời gian đầu điên cuồng đó phải được tính gần đúng trong mô phỏng máy tính. Một vấn đề khác là thật khó để nói chính xác khoảng cách của các thiên hà.

Trong những tháng kể từ bài báo đầu tiên, tuổi của một số thiên hà được cho là có độ dịch chuyển đỏ cao đã được xem xét lại. một số đã giáng chức đến các giai đoạn sau của quá trình tiến hóa vũ trụ nhờ hiệu chuẩn kính viễn vọng được cập nhật. CEERS-1749 được tìm thấy trong một vùng trên bầu trời có chứa một cụm thiên hà mà ánh sáng của chúng được phát ra cách đây 12.4 tỷ năm và Naidu nói rằng có thể thiên hà thực sự là một phần của cụm này — một thiên hà xen kẽ gần hơn có thể chứa đầy bụi tạo ra nó xuất hiện nhiều dịch chuyển đỏ hơn nó được. Theo Naidu, CEERS-1749 thật kỳ lạ cho dù nó ở xa đến đâu. Ông nói: “Đó sẽ là một loại thiên hà mới mà chúng ta chưa từng biết đến: một thiên hà nhỏ bé, có khối lượng rất thấp bằng cách nào đó đã tích tụ rất nhiều bụi trong đó, đó là điều mà chúng ta thường không mong đợi. “Có thể chỉ có những loại vật thể mới này đang cản trở quá trình tìm kiếm của chúng ta đối với các thiên hà ở rất xa.”

Sự phá vỡ Lyman

Mọi người đều biết rằng ước tính khoảng cách chính xác nhất sẽ yêu cầu khả năng mạnh mẽ nhất của JWST.

JWST không chỉ quan sát ánh sáng của các vì sao thông qua trắc quang hoặc đo độ sáng mà còn thông qua quang phổ hoặc đo bước sóng của ánh sáng. Nếu quan sát trắc quang giống như hình ảnh một khuôn mặt trong đám đông, thì quan sát quang phổ giống như xét nghiệm DNA có thể cho biết lịch sử gia đình của một cá nhân. Naidu và những người khác đã tìm thấy các thiên hà lớn ban đầu đã đo độ dịch chuyển đỏ bằng cách sử dụng các phép đo có nguồn gốc từ độ sáng - về cơ bản là nhìn vào các khuôn mặt trong đám đông bằng một chiếc máy ảnh thực sự tốt. Phương pháp đó còn lâu mới kín gió. (Tại một cuộc họp vào tháng XNUMX của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ, các nhà thiên văn học đã châm biếm rằng có thể một nửa số thiên hà sơ khai được quan sát chỉ bằng phương pháp trắc quang hóa ra sẽ được đo lường chính xác.)

Nhưng vào đầu tháng XNUMX, các nhà vũ trụ học công bố rằng họ đã kết hợp cả hai phương pháp cho bốn thiên hà. Nhóm Khảo sát ngoài thiên hà sâu nâng cao (JADES) của JWST đã tìm kiếm các thiên hà có phổ ánh sáng hồng ngoại đột ngột bị cắt ở một bước sóng tới hạn được gọi là điểm gãy Lyman. Sự phá vỡ này xảy ra do hydro trôi nổi trong không gian giữa các thiên hà hấp thụ ánh sáng. Do sự giãn nở liên tục của vũ trụ - ổ bánh mì nho khô ngày càng tăng - ánh sáng của các thiên hà xa xôi bị dịch chuyển, nên bước sóng của sự đứt gãy đột ngột đó cũng dịch chuyển. Khi ánh sáng của một thiên hà dường như tắt dần ở bước sóng dài hơn, nó sẽ ở xa hơn. JADES đã xác định quang phổ có độ dịch chuyển đỏ lên tới 13.2, nghĩa là ánh sáng của thiên hà đã được phát ra từ 13.4 tỷ năm trước.

Ngay sau khi dữ liệu được liên kết xuống, các nhà nghiên cứu của JADES đã bắt đầu “phát hoảng” trong một nhóm Slack được chia sẻ, theo Kevin Hailine, một nhà thiên văn học tại Đại học Arizona. “Nó giống như, 'Ôi Chúa ơi, ôi Chúa ơi, chúng tôi đã làm được, chúng tôi đã làm được, chúng tôi đã làm được!'” anh ấy nói. “Những quang phổ này chỉ là khởi đầu của những gì tôi nghĩ sẽ là khoa học thay đổi thiên văn học.”

Brant Robertson, một nhà thiên văn học của JADES tại Đại học California, Santa Cruz, cho biết những phát hiện này cho thấy vũ trụ sơ khai đã thay đổi nhanh chóng trong một tỷ năm đầu tiên của nó, với các thiên hà phát triển nhanh gấp 10 lần so với hiện nay. Nó tương tự như việc “chim ruồi là một sinh vật nhỏ,” anh ấy nói, “nhưng tim của nó đập rất nhanh nên nó đang sống một cuộc sống khác với các sinh vật khác. Nhịp tim của những thiên hà này đang diễn ra trên một thang thời gian nhanh hơn nhiều so với một thứ có kích thước như Dải Ngân hà.”

Nhưng tim họ có đập quá nhanh để ΛCDM giải thích không?

Khả năng lý thuyết

Khi các nhà thiên văn học và công chúng há hốc mồm trước những hình ảnh JWST, các nhà nghiên cứu bắt đầu làm việc đằng sau hậu trường để xác định xem liệu các thiên hà nhấp nháy trong tầm nhìn của chúng ta có thực sự hỗ trợ ΛCDM hay chỉ giúp xác định các con số mà chúng ta nên đưa vào phương trình của nó.

Một con số quan trọng nhưng chưa được hiểu rõ liên quan đến khối lượng của các thiên hà sớm nhất. Các nhà vũ trụ học cố gắng xác định khối lượng của chúng để biết liệu chúng có khớp với dòng thời gian phát triển thiên hà dự đoán của ΛCDM hay không.

Khối lượng của một thiên hà được suy ra từ độ sáng của nó. Nhưng mà Megan Donahue, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Bang Michigan, nói rằng tốt nhất thì mối quan hệ giữa khối lượng và độ sáng là một phỏng đoán có cơ sở, dựa trên các giả định thu thập được từ các ngôi sao đã biết và các thiên hà được nghiên cứu kỹ lưỡng.

Một giả định quan trọng là các ngôi sao luôn hình thành trong một phạm vi khối lượng thống kê nhất định, được gọi là hàm khối lượng ban đầu (IMF). Tham số IMF này rất quan trọng để thu thập khối lượng của một thiên hà từ các phép đo độ sáng của nó, bởi vì các ngôi sao nặng, xanh lam, nóng tạo ra nhiều ánh sáng hơn, trong khi phần lớn khối lượng của thiên hà thường bị khóa trong các ngôi sao nhỏ, đỏ, lạnh.

Nhưng có thể IMF đã khác trong vũ trụ sơ khai. Nếu vậy, các thiên hà sơ khai của JWST có thể không nặng như độ sáng của chúng cho thấy; chúng có thể sáng nhưng nhẹ. Khả năng này khiến bạn đau đầu, bởi vì việc thay đổi đầu vào cơ bản này sang mô hình ΛCDM có thể cho bạn hầu hết mọi câu trả lời bạn muốn. Lovell cho biết một số nhà thiên văn học coi việc thao túng IMF là “lãnh địa của kẻ ác”.

“Nếu chúng ta không hiểu chức năng khối lượng ban đầu, thì việc hiểu các thiên hà ở độ dịch chuyển đỏ cao thực sự là một thách thức,” cho biết Wendy Freeman, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Chicago. Nhóm của cô ấy đang nghiên cứu các quan sát và mô phỏng trên máy tính để giúp xác định IMF trong các môi trường khác nhau.

Trong suốt mùa thu, nhiều chuyên gia đã nghi ngờ rằng những điều chỉnh đối với IMF và các yếu tố khác có thể đủ để làm cho các thiên hà rất cổ xưa chiếu sáng trên các thiết bị của JWST bằng ΛCDM. “Tôi nghĩ thực sự có nhiều khả năng là chúng ta có thể điều chỉnh những quan sát này trong khuôn mẫu chuẩn,” nói Rachel Somerville, một nhà vật lý thiên văn tại Viện Flatiron (giống như Tạp chí Quanta, được tài trợ bởi Quỹ Simons). Trong trường hợp đó, cô ấy nói, “những gì chúng ta học được là: Các quầng sáng [vật chất tối] có thể thu khí nhanh như thế nào? Chúng ta có thể làm cho khí nguội đi và trở nên đậm đặc và tạo ra các ngôi sao nhanh đến mức nào? Có thể điều đó xảy ra nhanh hơn trong vũ trụ sơ khai; có thể khí đặc hơn; có lẽ bằng cách nào đó nó đang chảy vào nhanh hơn. Tôi nghĩ chúng ta vẫn đang tìm hiểu về những quy trình đó.”

Somerville cũng nghiên cứu khả năng lỗ đen can thiệp vào vũ trụ sơ sinh. Các nhà thiên văn học có nhận thấy một vài lỗ đen siêu lớn phát sáng ở độ dịch chuyển đỏ 6 hoặc 7, khoảng một tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Vào thời điểm đó, thật khó để hình dung làm thế nào mà các ngôi sao có thể hình thành, chết đi và sau đó sụp đổ thành các lỗ đen ăn mọi thứ xung quanh chúng và bắt đầu phát ra bức xạ.

Nhưng nếu có lỗ đen bên trong các thiên hà sơ khai giả định, thì điều đó có thể giải thích tại sao các thiên hà có vẻ rất sáng, ngay cả khi chúng không thực sự nặng lắm, Somerville nói.

Xác nhận rằng ΛCDM có thể chứa ít nhất một số thiên hà sơ khai của JWST đã đến một ngày trước Giáng sinh. Các nhà thiên văn dẫn đầu bởi Benjamin Keller tại Đại học Memphis đã kiểm tra một số mô phỏng siêu máy tính lớn của các vũ trụ ΛCDM và phát hiện ra rằng các mô phỏng có thể tạo ra các thiên hà nặng bằng bốn thiên hà đã được nhóm JADES nghiên cứu bằng phương pháp quang phổ. (Đáng chú ý là bốn thiên hà này nhỏ hơn và mờ hơn so với các thiên hà ban đầu được cho là khác như GLASS-z12). ở độ dịch chuyển đỏ 10, giống như những gì mà JADES đã thấy, và hai thiên hà khác có thể xây dựng các thiên hà ở độ dịch chuyển đỏ thậm chí còn cao hơn. Keller và các đồng nghiệp đã báo cáo trên máy chủ in sẵn arxiv.org vào ngày 13 tháng 24.

Mặc dù chúng thiếu sức mạnh để phá vỡ mô hình vũ trụ học phổ biến, các thiên hà JADES có những đặc điểm đặc biệt khác. Hainline cho biết những ngôi sao của họ dường như không bị ô nhiễm bởi kim loại từ những ngôi sao đã phát nổ trước đó. Điều này có thể có nghĩa là chúng là những ngôi sao Quần thể III — thế hệ sao đầu tiên được săn lùng ráo riết để bốc cháy — và chúng có thể đang góp phần vào quá trình tái ion hóa vũ trụ. Nếu điều này là đúng, thì JWST đã nhìn lại thời kỳ bí ẩn khi vũ trụ được thiết lập theo tiến trình hiện tại.

Bằng chứng phi thường

 Xác nhận quang phổ của các thiên hà sơ khai bổ sung có thể đến vào mùa xuân này, tùy thuộc vào cách ủy ban phân bổ thời gian của JWST phân chia mọi thứ. Một chiến dịch quan sát có tên WDEEP sẽ tìm kiếm cụ thể các thiên hà từ dưới 300 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Khi các nhà nghiên cứu xác nhận thêm khoảng cách của các thiên hà và ước tính khối lượng của chúng tốt hơn, họ sẽ giúp giải quyết số phận của ΛCDM.

Nhiều quan sát khác đang được tiến hành có thể thay đổi bức tranh về ΛCDM. Freedman, người đang nghiên cứu hàm khối lượng ban đầu, đã thức dậy lúc 1 giờ sáng để tải xuống dữ liệu JWST về các ngôi sao biến quang mà cô ấy sử dụng làm “ngọn nến tiêu chuẩn” để đo khoảng cách và độ tuổi. Những phép đo đó có thể giúp loại bỏ một vấn đề tiềm ẩn khác với ΛCDM, được gọi là lực căng Hubble. Vấn đề là vũ trụ hiện nay dường như đang giãn nở nhanh hơn so với dự đoán của ΛCDM đối với một vũ trụ 13.8 tỷ năm tuổi. Các nhà vũ trụ học có rất nhiều lời giải thích có thể. Có lẽ, một số nhà vũ trụ học suy đoán, mật độ của năng lượng tối đang đẩy nhanh quá trình giãn nở của vũ trụ không phải là hằng số, như trong ΛCDM, mà thay đổi theo thời gian. Việc thay đổi lịch sử giãn nở của vũ trụ có thể không chỉ giải quyết được sức căng của Hubble mà còn điều chỉnh lại các tính toán về tuổi của vũ trụ tại một dịch chuyển đỏ nhất định. JWST có thể đang nhìn thấy một thiên hà sơ khai khi nó xuất hiện, chẳng hạn như 500 triệu năm sau Vụ nổ lớn chứ không phải 300 triệu năm. Sau đó, ngay cả những thiên hà ban đầu được cho là nặng nhất trong gương của JWST cũng sẽ có nhiều thời gian để kết hợp lại, Somerville nói.

Các nhà thiên văn học không còn so sánh nhất khi họ nói về kết quả thiên hà ban đầu của JWST. Họ bắt đầu cuộc trò chuyện của mình bằng tiếng cười, những lời tục tĩu và những câu cảm thán, ngay cả khi họ tự nhắc mình về câu ngạn ngữ của Carl Sagan, dù bị lạm dụng quá mức, rằng những tuyên bố phi thường đòi hỏi bằng chứng phi thường. Họ nóng lòng muốn có thêm hình ảnh và quang phổ, điều này sẽ giúp họ trau dồi hoặc điều chỉnh mô hình của mình. “Đó là những vấn đề tốt nhất,” Boylan-Kolchin nói, “bởi vì bất kể bạn nhận được gì, câu trả lời đều rất thú vị.”