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科学家是根据什么发现了宇宙在加速膨胀?
宇宙膨胀最初是哈勃在20世纪20年代通过星系红移规律所发现的,但当年哈勃的发现并不能给出宇宙正在加速膨胀的证据,题主不要被一些答主给带偏了。
自从发现宇宙正在膨胀的现象以来,天文学家认为宇宙的膨胀速率应该会越变越慢才对,因为万物之间的引力作用起到减速的作用。
然而,在1998年,天文学家在分析遥远的Ia型超新星光谱时发现,宇宙的膨胀速度并没有减慢,而是正在加快,这打破了人们几十年来的固有认识。
那么,Ia型超新星是如何证明宇宙加速膨胀的呢?
Ia型超新星是一种特殊的超新星,它们的产生过程是一样的,即白矮星通过吸积超过临界质量而发生爆炸,所以它们具有相同的绝对亮度。
基于Ia型超新星的观测数据,天文学家通过计算发现,弗里德曼方程中的宇宙尺度因子对时间的二阶导数大于零,因为一阶导数表示宇宙尺度因子变化速率,这就表明宇宙的尺度随着时间的推移而加速变大。
用通俗一点的话来说,天文学家使用Ia型超新星的亮度来确定它们的光度距离,再通过它们的光谱线来确定由空间膨胀导致的红移值。
在大约14亿光年的范围之内,距离和红移值呈现线性关系,这就是典型的哈勃定律。
但当距离更远时,距离和红移值就不再是线性关系,这表明宇宙的膨胀速率随时间的推移而发生明显的变化。
计算结果显示,高红移的Ia型超新星比预期的要更远至少10%。
这表明在遥远的过去,宇宙的膨胀速度没有现在快,这也意味着宇宙的膨胀速率加快了。
对于这项重大发现,三位主要的物理学家获得了2011年的诺贝尔物理学奖。
Ia型超新星只是宇宙加速膨胀的第一个证据,还有其他证据也能支持这一结论。
目前对于这种现象的最好解释是宇宙中存在一种推动力——暗能量。
据估计,暗能量大约在50亿年前使宇宙的膨胀速率从减速转向加速。
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。
宇宙年龄怎么算?
1. 宇宙年龄的估算基于宇宙膨胀理论,该理论指出宇宙自大爆炸以来一直在以恒定速度H膨胀。
2. 宇宙年龄的计算依据是,宇宙膨胀的速度v等于H乘以距离s,地球观测到的膨胀速度v与宇宙尺度因子s成正比。
3. 因此,宇宙的年龄可以通过将观测到的膨胀速度v除以H来估算,得出年龄t等于s除以v,即t = s/v = 1/H。
4. 这意味着,宇宙的年龄是宇宙半径或尺度因子与膨胀速度的比值,这个比值是哈勃常数H的倒数。
5. 简而言之,宇宙年龄的计算公式是t = 1/H,其中H是哈勃常数,代表宇宙膨胀的速度。
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