方法一:古老的光
在最初的几十万年里,宇宙又热又不透明。等它冷却到光可以自由传播时,那次闪光便向四面八方扩散,此后一直随着空间一起被拉伸。如今,它表现为遍布整个天空的微弱辐射。
这种辐射中有细微的涟漪:一些区域略暖,一些略冷。这些斑点的大小,取决于宇宙中有多少物质、物质由什么构成,以及一切膨胀得有多快。把测得的图案代入方程,就能得到一组参数,其中包括宇宙年龄。
13.8十亿年自膨胀开始以来
380,000年光开始自由传播时
3种相互独立的方法
方法二和方法三
第二种方法在原理上更简单:测量星系离我们远去的速度,然后把时间倒回去。难点在于,速度一直在变化,所以还需要一个宇宙成分模型。不过,这些测量是直接进行的,依据的是遥远星系中的超新星爆发。
第三种方法完全不依赖宇宙学。对于最古老的星团,可以观察其中哪些恒星已经离开主序带,由此估算星团的年龄。这样得到的是一个下限:宇宙不可能比其中最古老的恒星更年轻。
正是这3种相互独立的估算彼此一致,让结果变得可靠。一种方法中的误差,不会在另外两种运作方式完全不同的方法中重现。
年龄约为13.8十亿年:3种方法一致,争议在于精确度
争议还在哪里
根据古老辐射测得的膨胀速度,与根据附近星系测得的同一数值,相差大约几个百分点。这种差异持续存在,无法用测量误差解释,因此被称为“张力”。
这对宇宙年龄本身影响不大,但说明模型中缺少了某些东西。正在讨论的可能性很多:从尚未计入的系统误差,到新物理学。眼下这个问题仍然开放,而这正是科学正常的工作状态。
测测自己1 / 2
为什么人们相信宇宙年龄的估算?
膨胀速度测量中的“张力”是什么?
来源
- 13.8十亿年的估算来自WMAP和Planck任务在2000年代和2010年代收集的宇宙微波背景辐射数据,并与根据膨胀速度及球状星团年龄得出的估算一致。
“宇宙的起源”系列的下一篇
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