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宇宙的年龄是如何计算出来的?
宇宙年龄的计算基于宇宙学的标准模型,通过观测宇宙背景辐射和遥远星系的退行速度,天文学家确定了宇宙的膨胀速率,这由哈勃常数Hubbles constant来表征。
结合宇宙的密度参数Ω(包括普通物质和暗物质),可以计算出宇宙从大爆炸到现在的膨胀时间,即宇宙年龄t。
这个计算公式是:t = \frac{1}{H_0} \int_0^a \frac{1}{\sqrt{\Omega_m a^3 + \Omega_{\Lambda} a^2}} da其中,a是宇宙尺度因子,它描述了从大爆炸以来宇宙尺寸的增长。
根据当前的测量值,宇宙的年龄大约在138亿年左右。
银河年龄的估算则基于对银河系内恒星的年龄测定。
有两种主要方法:1. 估算法:通过观察银河系中最古老的恒星和星团,可以推断出银河系的年龄。
例如,毕宿五和心宿五这两颗恒星被用来估算银河系的年龄,得出的结果约为145亿年,但这个数字有大约20亿年的误差。
2. 同位素估算法:利用放射性同位素的半衰期来估算恒星的年龄。
例如,铀238和钍232的半衰期分别为45亿年和140亿年。
通过观测某些古老恒星的同位素丰度,可以推算出它们的年龄。
另外,通过观测球形星团NGC6397中的恒星光谱,可以得到银河系年龄约为134亿年。
综合这些方法,银河系的年龄大约在137到138亿年之间,这个估计值有一定的误差范围。
科普作品中常提到的150亿年是基于上述方法的简化说法,用于非专业听众的普及。
是否有可能宇宙只是光子的“引力红移”并没有膨胀?
在天文术语中,宇宙尺度因子的二阶导数是一个正值,这意味着远离地球的星系的速度应该随着时间的演变而继续增长,这个速度是哈勃定律中提到的倒退速度,大概是从1998年的时候,对Ia超新星的观测中获得的数据表明宇宙的膨胀速度正在加快,天文学家研究了许多模型来解释宇宙的加速膨胀,包括某种形式的暗能量,宇宙常数,第五元素,暗流体,魔力暗能量具有很强的负压,在空间中分布相当均匀。
这是暗能量最重要的特性之一,科学家们得出了相反的结论,行星将越来越近,如果宇宙在膨胀,它的密度也必须在减小,因为物质之间的空间在增大。
如果扩张继续加速,除了人类所在的处女座超级星系以外的所有其他星系团都将发生极大的红移和加速,这使得探测到它们更加困难,遥远的宇宙也将变得越来越暗。
根据宇宙学假说的大撕裂,魔法能量的数量将导致由指数函数增加的发散和膨胀,克服局部星系的引力,完全撕裂处女座超级星系,然后撕裂银河系,太阳系,最后甚至是小原子,宇宙膨胀加速度的测量是决定宇宙最终命运的关键,然而,这一重要发现可能不会在短期内实现。
在引力红移中,因为当引力场作用于光子时,那么他的光子能量会增加,他的波长会变短,但是他的频率会增加,如果光子克服重力工作的话,光子能量会减少,波长边长和频率将会降低,此时,光子能量和引力场势能相互交换, 光子红移能量在引力场中转化为势能。
关于是否有可能宇宙只是光子的引力红移并没有膨胀的问题,今天就解释到这里。
科学家是根据什么来计算出宇宙的年龄的?
关于宇宙年龄的最新数据显示,宇宙的年龄大概为140亿年。
在很久很久以前,我们的宇宙仍然是一个质量很大但体积很小的点。
突然这一点发生了爆炸,产生了中子、质子和电子。
这时候,宇宙温度很高,温度高达 100亿度以上。
随着宇宙迅速膨胀,温度逐渐降低,这些基本粒子形成了多种元素,这些粒子相互吸引,形成了越来越多的大型团块, 这些团块逐渐演变成星系、恒星和行星,单个天体上也出现了生命现象。
能够理解宇宙的人类终于在这个时候诞生了。
这是目前关于宇宙历史最有可能的解释。
宇宙有多古老?科学家最初认为它在 100亿到 200亿年之间。
近年来的一些研究进一步缩小了这个范围: 我们的宇宙大约有 140亿年的历史了。
科学家们在美国国家航空航天局的新闻发布会上介绍说。
他们使用哈勃太空望远镜观测了银河系中最古老的白矮星,这为确定宇宙的年龄提供了一个全新的方法。
根据新结果计算的宇宙年龄约为 130亿至 140亿年。
这些古老的白矮星被发现在一个球状簇中,该簇名为M4,位于距地球 7000 光年的天蝎座。
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