方法1:古老的光
最初的幾十萬年,宇宙又熱又不透明。當它冷卻到光能自由穿行時,那道閃光向四面八方擴散,此後一直隨著空間一起拉伸。今天,它以遍布整片天空的微弱輻射形式存在。
其中有非常微小的漣漪:一些稍微溫暖或稍微寒冷的區域。這些區域的大小,取決於宇宙中有多少物質、物質由什麼組成,以及一切膨脹得多快。把測得的圖樣代入方程式,就能得到一組參數,其中包括宇宙的年齡。
13.8十億自膨脹開始以來的年數
380,000光能自由穿行時宇宙的年齡
3種獨立方法
方法2和3
第2種方法在原理上更簡單:測量星系遠離我們的速度,然後把時間倒轉。難點在於,這個速度曾經改變,因此還需要一個描述宇宙組成的模型。不過,這些測量是直接進行的,依據的是遙遠星系中的超新星爆發。
第3種方法完全不依賴宇宙學。對最古老的星團,可以根據其中哪些恆星已經離開主序帶來估算它們的年齡。這會得到一個下限:宇宙不可能比其中最古老的恆星年輕。
正是這3種彼此獨立的估算彼此一致,才讓結果可靠。某1種方法的誤差,不會在另外2種運作方式完全不同的方法中重現。
宇宙約有13.8十億年:3種方法一致,爭議在於精確度
爭議仍在哪裡
根據古老輻射測得的膨脹速度,和根據鄰近星系測得的同一數值,相差約幾個百分點。這個差異持續存在,無法用測量誤差解釋,因此被稱為「張力」。
它對宇宙年齡本身的影響不大,但表示模型中少了某些東西。目前討論的可能性很多,從未被納入計算的系統性誤差,到新的物理學都有。現在問題仍未解決,而這正是科學正常的工作狀態。
測試一下自己1 / 2
為什麼人們相信宇宙年齡的估算?
膨脹測量中的「張力」是什麼?
來源
- 13.8十億年的估算,來自WMAP和Planck任務在2000年代和2010年代蒐集的宇宙微波背景輻射資料,並且與根據宇宙膨脹及球狀星團年齡所做的估算一致。
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