宇宙138亿岁,天文学家怎么算出来的?

智利阿塔卡玛近期公布了宇宙的最新年龄——137.7亿年(上下浮动不超过1亿年)。

人类观察天空,探索宇宙的年龄有一千多年的历史,在这个过程中,我们利用不同的方式观察宇宙,了解宇宙的起源以及宇宙的年龄。

通过信仰判断宇宙的年龄:?

每一种文化都有独特的神话和信仰,在古代,人们判断宇宙的年龄,就是依靠这些神话传说,但是没有任何神话故事告诉我们神明出现的具体时间,这也是信仰中的一个漏洞。

不同地区的神话系统,对宇宙的年龄有不同的解释,其中印度教对宇宙的年龄估计最为接近。印度教认为宇宙每隔43亿年翻新一次,43亿年虽然和宇宙的真实年龄有很大差距,但是和地球的年龄却很接近。

在很长一段时间里,人们基本没有探究宇宙年龄,因为很多学者认为宇宙不会衰老,年龄没有意义,这是天文学的退步时期。

天文学家发现宇宙存在“大限”:?

到了17世纪,天文学家发现恒星并非想象中永恒不灭,很多恒星的光芒会逐渐消失,这让当时的天文学家意识到——恒星和宇宙和人类一样,都有其寿命。

这让天文学有了一个全新的开始,科学家将宇宙定性为存在寿命的一个空间,这在当时甚至引发了文学创作潮流,很多诗人都以“宇宙不永恒”为题材作诗,这一概念也得到广泛传播。

“宇宙并非永恒,我们只是开始。”从19世纪开始,天文学家开始探究宇宙的真实年龄。

宇宙年龄的科学探究:?

探索宇宙的年龄非常复杂,因为宇宙从地球观测,几乎是静止不动的,在20世纪初,由于观测设备的落后,科学家只能通过银河系的观测数据推测宇宙。

部分天文学家得到宇宙永恒的结论,并且创建了宇宙静止不动的宇宙常数数学模型;部分天文学家观测到宇宙的膨胀,将宇宙年龄定义为20亿年。

科学家刚刚接触宇宙年龄概念时,争议非常巨大,并且得到的数据也有很大的误差。

宇宙微波背景,宇宙年龄趋于精确:?

到了20世纪末,宇宙微波背景被发现,天文学家拍摄到从宇宙大爆炸之后诞生的辐射背景,这让宇宙年龄的计算精确度大大增加。

宇宙微波背景就像是宇宙婴儿的一部分,我们看到婴儿的手或脚,往往就可以推断出婴儿的年龄,宇宙微波背景也是相同的道理。

由于宇宙微波背景刚刚被发现,到了1990年,天文学家推断宇宙年龄为7亿-200亿年,这是一个波动非常巨大的范围,但也是接近真相的巨大飞跃!

20世纪末,是宇宙年龄探测的重要时期。

宇宙微波背景的发现、哈勃望远镜的太空观测、普朗克卫星对宇宙微波背景进行详细观测,在2003年,科学家将宇宙年龄定义为138亿年。

21世纪,智利阿塔卡玛天文望远镜,又将这个数字变为137.7亿年,上下波动波动不到1亿年,对于这个数字,很多天文学家表示非常自信,但是宇宙年龄真的会被定义在此吗?

宇宙年龄依旧存在矛盾:?

随着各类天文观测设备的越来越精确,天文学家发现宇宙膨胀速度并非一直不变,在20世纪,宇宙的膨胀速度似乎比现在更快,这意味着宇宙膨胀只需要花费更短的时间。

如果在宇宙年龄中加上宇宙膨胀的速度变化,那么宇宙的年龄还会年轻10亿年左右,宇宙年龄约为128亿年。

决定宇宙膨胀速度的关键,就是宇宙中神秘的暗能量,除非人类真正理解暗能量,否则对宇宙年龄的计算很难做到完全精确。

宇宙年龄137.7亿年——这个数字不是错误的,但也不能说完全正确。

目前天文学家判断宇宙的年龄,主要通过观察宇宙膨胀的速度,再根据宇宙当前的大致尺寸,进而判断宇宙膨胀了多少年,而这个数字就是宇宙的年龄。

这一计算方法存在两个漏洞:

  1. 宇宙的诞生,真的就是宇宙大爆炸吗?大爆炸之前没有宇宙?

  2. 暗能量在加速宇宙膨胀,膨胀的加速度是多少?暗能量真的一直在让宇宙膨胀?

人类科学就像是一个不断扩大的圆,虽然人类了解的科学知识越来越多,但接触到的未知边界也越来越大。宇宙如此浩瀚,这让科学探究似乎永远没有终点可言。

但是人类出现在宇宙中并非毫无意义,或许生命就是要探索未知的宇宙,发掘宇宙的奥秘,当一个生命完全了解宇宙时,或许就可以创造出另一个宇宙,在自己的宇宙中创造生命!