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宇宙年龄是如何测定出来的  

2017-07-18 08:50:32|  分类: 【天地探索】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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宇宙年龄是如何测定出来的 - 理睬 - .

         图中是由欧空局的普朗克航天飞船拍摄的2013年大爆炸遗留下来的背景辐射的地图,展现了宇宙大爆炸最古老的光芒,这些信息有助于天文学家确定宇宙的年龄。

宇宙年龄是如何测定出来的 - 理睬 - .

         年龄只能是一个数字,但是当涉及到宇宙的时候,这时就是一个非常重要的时代。据研究,宇宙大概有138亿岁,科学家如何确定宇宙的“生日蛋糕”放在多少蜡烛的呢?他们可以使用两种不同的方法来确定宇宙的年龄,通过研究宇宙中最古老的物体并测量其扩展的速度。

年龄限制

宇宙年龄是如何测定出来的 - 理睬 - .

宇宙不能比它内部的物体更年轻,通过确定最古老的恒星的年龄,科学家们能够对宇宙的年龄进行大致的限制。

恒星的生命周期都是基于它的质量,更大质量的恒星比低质量的恒星燃烧得更快。一个比太阳巨大十倍恒星将在二千万年的燃料供应中燃烧,而只有一半太阳大的恒星将持续超过200亿年。质量也会影响星的亮度或亮度,更大质量的恒星更亮。第一颗恒星大而短暂。它们只含有氢和氦,但通过融合,就开始创造出有助于构建下一代恒星的元素。科学家几十年来一直在寻找第一颗星的痕迹。

葡萄牙里斯本大学天文学家David Sobral在一份声明中说:“这些恒星是形成了最初允许我们在这里的第一个重质原子的恒星。确定了一个明亮的星系。ESO官员在一份声明中说:“早期宇宙中的尘埃的检测提供了关于第一个超新星爆炸时间的新信息,因此第一个热恒星在曙光的时候,确定这个”宇宙黎明“的时间是现代天文学的圣杯之一,它可以通过早期星际尘埃的研究间接探索。“

早期的恒星不是限制宇宙年龄的唯一途径,还有一个就是称为球状星团,最古老的球状星团有着年龄在110到180亿岁之间的恒星。从广泛的范围来精确定位到群集的距离,会影响亮度和质量的估计。如果集群远远超过科学家所测量的,恒星会变得更加明亮,因此更加庞大,因此比计算更年轻。

就像考古学家使用化石重建地球历史一样,天文学家们使用球状星团来重构星系的历史,安德烈亚·克雷告诉Space.com,“银河系中只有约150个球状星团,所以这些球状星团中的每一个都是银河光环和银河系形成的重要示踪物。”不确定性仍然造成了宇宙时代的限制,现在的数据显示宇宙须至少有110亿岁。它可能是年龄更大,而且并不年轻。

膨胀的宇宙

宇宙年龄是如何测定出来的 - 理睬 - .

我们生活的宇宙不是平坦和不变的,而是不断扩大。如果膨胀率是已知的,科学家们可以向后退,以确定宇宙的年龄,就像一个事件的发生就必然有发生此事件的初步条件。因此,找到宇宙的膨胀率(一个被称为哈勃常数的数字)是关键。

许多因素决定了这个常数的值。第一种是占主导地位的物质类型,科学家们必须确定规则和比例从暗物质到暗能量和普通物质。密度也会起作用,物质密度低的宇宙比以物质密度高的宇宙要长。为了确定宇宙的密度和组成,科学家依靠NASA的Wilkinson微波各向异性探测器(WMAP)和欧洲航天局的普朗克航天飞行器等进行任务。通过测量大爆炸留下的热辐射,这些任务能够确定宇宙的密度,组成和扩张率。剩下的辐射被称为宇宙微波背景,而WMAP和Planck都能够映射它。

2012年,WMAP估计宇宙的年龄为137.72亿年,不确定度范围为5900万年。2013年,普朗克以138.2亿年的时间测量了宇宙的年龄。这两个都高于属于从球状星团独立衍生的110亿年下限,两者都具有比这个数字更小的不确定性。

美国宇航局的斯皮策太空望远镜也通过减少哈勃常数的不确定性来缩小宇宙的年龄。结合WMAP测量,科学家能够对暗能量的拉力进行独立计算。观察台的温迪·弗里德曼卡内基科学研究所的帕萨迪纳说,“十多年前,在同一句话中使用”精确度“和”宇宙学“这个词是不可能的。Freedman领导的研究使用Spitzer来改进哈勃常数。现在我们谈论的是百分之几的精度,这是非常特别的。”宇宙年龄的测量精度相较于以前已经又了很大提高,现在一些科学家也在不断致力于这项研究,相信在不久的将来,结论会更加确定,准确。


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