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宇宙138.2億歲,這么精確的年齡,科學(xué)家是怎么計算出來的?

宇宙的年齡在137.7億年到138.2億年之間,我一般取138.2億年。

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但宇宙的年齡其實(shí)只是近一個多世紀(jì)以來的“新概念”,在那之前天文學(xué)家們認(rèn)為宇宙不會衰老,屬于無始無終的狀態(tài),所以談?wù)撚钪娴哪挲g沒有意義。

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一直到19世紀(jì)工業(yè)革命間接推動天文學(xué)進(jìn)步后,天文學(xué)家才開始用新的望遠(yuǎn)鏡觀察宇宙(主要是銀河系),宇宙年齡的概念也是這時候才誕生的,但由于當(dāng)時持穩(wěn)恒態(tài)宇宙觀念和膨脹態(tài)宇宙觀念的天文學(xué)家都不在少數(shù),因此早期的宇宙年齡數(shù)據(jù)差異極大,爭議也極大。

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那么從什么時候開始,天文學(xué)家才普遍接受宇宙年齡,并走上了正確的計算宇宙年齡的宇宙學(xué)研究道路的呢?

答案是20世紀(jì)初

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美國天文學(xué)家埃德溫.哈勃,在上世紀(jì)20年代通過觀測宇宙內(nèi)的造父變星,確認(rèn)了宇宙中存在大量類似銀河系的天體系統(tǒng),最典型的代表就是254萬光年外的仙女座。

除了打破”銀河系孤島宇宙模型“外,哈勃還觀測到了星系退行現(xiàn)象,即距離地球越遠(yuǎn)的星系遠(yuǎn)離地球的速度越快。

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以上兩個由哈勃帶來的新發(fā)現(xiàn),讓當(dāng)時的宇宙學(xué)家意識到了宇宙在遙遠(yuǎn)的過去肯定存在一個開端,但受限于當(dāng)時的技術(shù)水平,天文學(xué)家尚無法靠這兩個發(fā)現(xiàn),反向精確計算出宇宙的年齡,直到宇宙微波背景輻射的被發(fā)現(xiàn)。

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上世紀(jì)60年代,美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的彭齊亞斯和威爾遜在修天線時,發(fā)現(xiàn)有個背景噪音怎么也消不掉,他們?yōu)榇松踔燎謇砹颂炀€上的鳥糞,但還是于事無補(bǔ)。直到后來他們才知道,這個背景噪音就是天文學(xué)家苦苦尋覓而不得的微波背景輻射。

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根據(jù)宇宙大爆炸理論宇宙早期是十分熾熱的,后來隨著時空的暴漲,宇宙空間整體溫度才開始快速下降,但溫度不可能降低到絕對零度。彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)的微波背景輻射,就是宇宙今天的”體溫“。

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基于新發(fā)現(xiàn)的微波背景輻射,在結(jié)合宇宙時空的膨脹速度后,2013年歐航局普朗克衛(wèi)星給出的宇宙年齡是138.2億年,后來智利阿塔卡瑪天文臺又把這一數(shù)字變成了137.7億年,但這些數(shù)據(jù)就是真實(shí)的宇宙年齡嗎?

誰也不敢打包票

事實(shí)上如果考慮到暗能量,宇宙的年齡就會變成128億年,比現(xiàn)在公認(rèn)的要再年輕10億歲,因?yàn)榘的芰恳恢痹谧層钪婕铀倥蛎?,讓宇宙用更少的時間膨脹出更大的范圍。

更極端一點(diǎn)的話,如果宇宙是一個膨脹與坍塌的周期性過程,那么代表我們宇宙起點(diǎn)的大爆炸,其實(shí)只是上個宇宙的終點(diǎn),現(xiàn)在計算出的宇宙年齡只是整個周期的一部分,根本沒有意義。

歸根結(jié)底

宇宙138.2億歲,這么精確的年齡,科學(xué)家是怎么計算出來的?

人類的科學(xué)尤其是宇宙學(xué),就是一個不斷擴(kuò)大的圓,已知部分屬于圓內(nèi)面積,但隨著面積的不斷擴(kuò)大,圓周接觸到的未知部分也會越來越大,也就是所謂的”知道的越多,不知道的也越多“,人類的渺小在宇宙面前一覽無余。

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其實(shí)在宇宙中,人類的出現(xiàn)本來就是一件的很奇怪的時期,因?yàn)楦鶕?jù)熱力學(xué)第二定律,無序的基本粒子們是不應(yīng)該組成有序的恒星和行星的,而人類這種具備思想能力的智慧生物,更不應(yīng)該出現(xiàn)的。

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哲學(xué)一點(diǎn)去想,也許宇宙演化出人類文明的目的,就是為了讓人類領(lǐng)略宇宙之美,不然大好美景無人欣賞,也是一件憾事情。

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