宇宙的年齡怎麼計算出來的?宇宙的直徑又怎麼計算出來的?

以下解釋宇宙年齡是怎麼計算出來的。

哈勃時標

簡單來說,宇宙年齡是根據現在的星系遠離我們的距離、速度倒推出來的。

首先要了解一個常數:哈勃常數。哈勃常數是相距100萬秒差距的兩個星系彼此的遠離速度,即67.8公里/秒·百萬秒差距。

宇宙的年齡怎麼計算出來的?宇宙的直徑又怎麼計算出來的?

宇宙的年齡怎麼計算出來的?宇宙的直徑又怎麼計算出來的?

如果宇宙是勻速膨脹的,那麼兩個星系從宇宙剛開始就以67.8公里每秒的速度分離,到現在相距100萬秒差距,所用的時間即為宇宙現在的年齡。我們把這個年齡叫做哈勃時標,根據最新的觀測其大小是145億歲。

如果宇宙中只有物質,即只有萬有引力,則宇宙在萬有引力作用下從開始到現在一直在做減速膨脹,越早期膨脹速度越大,那麼宇宙的真實年齡比哈勃時標145億歲要小;如果宇宙只有暗能量,即只有斥力,則宇宙在斥力作用下從開始到現在一直在做加速膨脹,那麼宇宙的真實年齡比145億歲要大。根據目前的觀測和宇宙學模型,宇宙的真實演化是介於以上兩種簡單情況之間。

宇宙的年齡怎麼計算出來的?宇宙的直徑又怎麼計算出來的?

宇宙的年齡怎麼計算出來的?宇宙的直徑又怎麼計算出來的?

因此,哈勃時標可以作為宇宙真實年齡的一個參考。

宇宙微波背景輻射

微波背景輻射是宇宙大爆炸模型精確預言的結果,最初是由貝爾實驗室兩位工程師於1970年代無意中發現。宇宙大爆炸模型不僅預言了微波背景輻射,同時預言了背景輻射各向異性。

宇宙的年齡怎麼計算出來的?宇宙的直徑又怎麼計算出來的?

宇宙的年齡怎麼計算出來的?宇宙的直徑又怎麼計算出來的?

各向異性輻射起源於宇宙的原初擾動,這種擾動是宇宙從完全均勻的物質分佈到大尺度結構形成,包括形成我們現在觀測到的星系團、星系的種子。原初擾動在物質中傳播產生重子聲波震盪,從而造成我們在微波背景輻射上看到的各向異性和角功率譜。擬合微波背景輻射的角功率譜等觀測,可以得到宇宙的幾何結構、物質成分、年齡等基本宇宙學參數。

來自歐洲、美國和加拿大的科學家共同組成科學組對觀測數據進行了分析,繪製出了迄今最精確的宇宙微波背景輻射圖景,得到的宇宙年齡為138.2億歲。

宇宙直徑是怎麼計算出來的?

知道了宇宙的年齡,宇宙直徑的計算就很簡單了。具體公式為:時間*膨脹速度=直徑。


分享到:


相關文章: