宇宙の年齢はどうやってわかるのか

最初の数十万年間、宇宙は高温で不透明でした。光が自由に進めるほど冷えると、そのときの光はあらゆる方向へ広がり、それ以来ずっと空間とともに引き伸ばされてきました。現在では、空全体に広がるかすかな放射として見えています。

そこには、ほんの小さな揺らぎがあります。少し暖かい場所や、少し冷たい場所です。その大きさは、宇宙にどれだけ物質があり、何でできていて、全体がどれほど速く膨張していたかによって決まります。観測した模様を方程式に当てはめると、年齢を含む一連のパラメーターが得られます。

2つ目の方法は、考え方としてはより単純です。銀河がどれほど速く遠ざかっているかを測り、時間を逆戻りさせます。難しいのは、速度が変化してきたこと。そのため、宇宙の組成のモデルも必要です。一方で、遠方の銀河で起きる超新星爆発を使い、測定は直接行えます。

3つ目の方法は、宇宙論にまったく依存しません。最も古い星団では、どの恒星がすでに主系列から外れたかを見ることで、年齢を推定できます。ここから下限が得られます。宇宙は、最も古い恒星より若くはありえません。

この3つの独立した推定が一致するからこそ、結果は信頼できます。1つの方法にある誤差が、まったく異なる仕組みの他の2つの方法で再現されることはないからです。

古代の放射から測った膨張速度と、近くの銀河から測った同じ値には、数％ほどの違いがあります。この食い違いは一貫しており、測定誤差では説明できません。そのため「テンション」と呼ばれています。

年齢そのものへの影響は小さいものの、モデルに何かが足りないことを意味します。議論されている可能性は、考慮されていない系統誤差から新しい物理学までさまざまです。今のところ問題は未解決ですが、それは科学にとって普通の探究の状態です。