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宇宙的寿命是138亿年,这是如何推算出来的?
宇宙不是永恒的
其实一直以来,很多人都认为认为宇宙是永恒的,从古至今都是一个样,没有什么太大的改变。
牛顿就曾经这么认为过,所以,当他提出万有引力定律时就非常纠结,纠结的原因其实也很简单。
如果宇宙是永恒的,而万物之间又能够体现出引力来,那宇宙最终应该会在引力的作用聚合到一个点上,而不是现在这个样子。
而这就和他的万有引力定律是相互矛盾。
在当时,宇宙是永恒的是一种古老的宇宙观,万有引力定律则是经受了千般考验的理论,两个都不应该被轻易否定。
于是,牛顿想到了一个调和的办法,他认为宇宙是宇宙是无限大的,这样的话,宇宙就处处是中心,这样宇宙中的每一处的引力都是平衡的,这样就不会向中心挤压了。
同样深受这个观念毒害的还有另一位和牛顿一样伟大的科学家爱因斯坦。
1915年,爱因斯坦提出他的广义相对论,在广义相对论当中有个引力场方程。
爱因斯坦就发现这个方程预示着我们所处的宇宙是一个膨胀的宇宙,这和爱因斯坦信奉的永恒宇宙是相互矛盾。
于是,爱因斯坦就在这个方程中加了一个宇宙学常数。
但是爱因斯坦很快就被打脸了,当时有个著名的天文学家叫做哈勃。
他当时正在观测银河系外其他星系时,就发现这些星系大多数都发生了红移的现象。那什么是红移呢?
说白了,就是我们在 接收到这个天体发出来的电磁波时,就发现这个电磁波被拉长了 。
这就意味着, 这些星系正在远离我们 。
于是,哈勃基于这个发现,提出了著名的哈勃定律,不过现在这个名字更名为哈勃-勒梅特定律,至于为什么,我们稍后会说到。
哈勃-勒梅特定律其实描述的就一个很简单的事情: 遥远星系的退行速度与它们和地球的距离成正比 。
你可能要问了,这个代表了什么意思呢?
其实哈勃一开始也没有给出解释,或者我们可以说他不愿意给出具体的解释。
而最早给出这方面诠释的人就是勒梅特。
实际上,勒梅特是早于哈勃发表前,就基于爱因斯坦的广义相对论方程推导出宇宙在膨胀的结果。
不仅如此,勒梅特甚至还重新把宇宙学常数进行的定义,他提出可以利用宇宙学常数来描述宇宙的膨胀的情况。
这里我们简单解释一下宇宙膨胀。
实际上,宇宙是各个地方整体在膨胀,而不是边界在膨胀。
具体要咋理解呢?
我们可以想象一下有个气球,你在上面点满上小点代表“星系”,那宇宙的膨胀就是吹大这个气球,所以,就会出现哈勃观测到的那种结果,大多数星系在远离我们。
某种程度上,哈勃的发现是印证了勒梅特的观点。
后来,需要科学家加入到了研究的队伍当中,比如:弗里德曼,伽莫夫等等。
他们把这个理论进行了细致的完善,最终就成为了我们熟悉的大爆炸模型。
宇宙年龄是如何来的呢?其实,你可以思考一下,如果宇宙起源于一场大爆炸,在大爆炸之后开始膨胀,那宇宙的年龄就和宇宙的膨胀速率有关,而描述宇宙膨胀的速度其实和哈勃常数有关。
如果我们要粗略的估算宇宙的年龄,方法其实很简单,就是直接把哈勃常数去取倒数。
实际上,科学家在推算宇宙年龄还要考虑很多因素,主要和宇宙中不同组成成分在总能量中所占的比例有关,要用到弗里德曼方程,这里就不赘述了。
总而言之,想要推算出来,其实还差一个核心问题,那就是获取准确的哈勃常数。
而要获取到这些数据,其实要基于对宇宙微波背景辐射的观测。
宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸时的余热,在宇宙大爆炸之后38万年开始在宇宙传播开来,是遍布全天的背景辐射。
当我们能够探测到的宇宙微波背景辐射越是精确,我们能够得到的宇宙年龄就越准。
目前,根据美国航天局的威尔金森微波各向异性探测器得到最新数据,我们可以得到宇宙的年龄是: 137~138亿年之间 。
具体的数字几乎每年都在更新,总体上就在137亿年接近于138亿年的区间当中。
天文科学家的观测数据被其他多数科学家认可后得以传插,民众只是分别按自已学历,学识,经验等等选择性接受,从而成为自己的知识。
但是,知识是有时效的,旧的,错的去了,新的,相对正确的来了,这个也不会停止。
这种说法没有什么大的意义,科学家十年观测,知道宇宙的年龄为137亿年,这种可靠性不太准确。
宇宙十年观测好那就不是大宇宙了,这种说法也是一种猜测,宇宙你在地球上观测太片面,宇宙可不是太阳系那么好研究。
这种不负责任的话没人会相信的,浩瀚的宇宙无边无际,凭现在的科学技术根本做不到,人类如果实现宇宙 旅游 ,这时候有可能知道宇宙的真正年龄。
宇宙的年龄科学家们是怎样推算出来的
1. 宇宙年龄的定义宇宙年龄指的是宇宙从某个特定时刻到现在的时间间隔。
对于某些宇宙模型,如牛顿宇宙模型、等级模型、稳恒态模型等,宇宙年龄没有意义。
在通常演化的宇宙模型里,宇宙年龄指宇宙标度因子为零起到时刻的时间间隔。
通常,哈勃年龄是宇宙年龄的上限,可以作为宇宙年龄的某种度量。
2. 宇宙年龄的估计根据大爆炸宇宙模型,宇宙年龄大约为138.2亿年。
年龄推算反映宇宙膨胀率的哈勃常数也被修正至67.15公里/(秒·百万秒差距),即一个星系与地球的距离每增加一百万秒差距。
3. 科学家如何估计宇宙年龄科学家利用望远镜观察最老的星球上的铀光谱,从而估计宇宙的年龄是一百二十五亿年。
他们通过观察一颗称CS-001的星球,量度星球上放射性同位素铀-238的光谱,从而计算出这星球的年龄是一百二十五亿年。
4. 宇宙年龄的修正2006年,一个由天文学家组成的国际团队发现宇宙的年龄可能比原先设想的还要早20亿年。
如果这个发现得到确定,宇宙的年龄将从137亿年增加到了157亿年。
5. 宇宙年龄的新发现德国科学家研究发现,宇宙深处的一个类星体上铁物质含量要远多于太阳系中任何一个星体。
这一发现表明宇宙年龄可能大于此前的猜测。
6. 宇宙年龄的测定波南斯的团队已经做了“非常扎实的工作”来测定宇宙距离的范围。
但是,也需要在一个星系中再找一对“黯淡的双星”来改变人们对于宇宙年龄的想法。
宇宙的年龄是如何计算出来的?
宇宙的年龄的计算公式为 t=H。
�0�4�0�1∫(1-Ω。
+Ω。
/x)�0�4�0�5dx 从0→a。
/a积分。
根据H。
和Ω。
实测值得到宇宙的年龄为 t.=(0.6~1.7)×10�0�1°a 银河的年龄的计算方法如下: 1、估算法,现有宇宙,再有银河,银河年龄不得超过122到137亿年,考虑到星系形成要时间,假设宇宙137年的寿命正确,银河年龄137年,银河由气体形成星盘要几亿年(原始气团是球体,而银河是涡旋的,气体因旋转变得扁平,计算机模拟约2~8亿年),形成恒星又要时间,目前我们能看见的最古老恒星,是在银晕星团上的恒星,是小质量恒星,必定在大质量恒星形成后,抛出小气体块形成,年龄不得超过130亿年。
2、同位素的估算法,先算最老恒星的寿命,然后推银河的寿命 铀238和钍232是一种算法,这个算法误差有20亿年,铀238的半衰是45亿年,用恒星模型原理计算产生同位素的丰度(也就是聚变反应氢->氦->碳->镁->氖->钠->铁->其他重元素),我们找一个古老的恒星,计算他的年龄,毕宿5和心宿5用来做过计算,结果是145亿年,误差20亿年。
钍232的半衰期是140亿年,计算的结果也是145亿左右,误差20亿年。
(不算星盘形成时间) 另一种算法是铍的丰度,用恒星模型原理计算产生同位素的丰度,NGC6397球形星团中编号分别为А0228 和А2111,通过观测他们的光谱,计算出他们的年龄为134亿“岁”。
星系中形成第一代 恒星和这两颗恒星诞生的时间间隔,天文学家认为,这一时间间隔为2亿~3亿年。
所以我们星系的“年龄”约为136亿“岁”以上(不算星盘形成时间),正负偏差也是为8亿年。
还有铁丰度估算法,HE1327—2326是最古老的恒星,用她的铁丰度估算。
恒星模型原理计算产生铁以后的生成元素是消耗能量的,可以根据铁丰度估算,星年龄在135亿左右,正负偏差也是为8亿年。
银河约137~138亿岁,正负偏差也是为8亿年。
科普的说法是银河150亿岁。
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