科学家是根据什么来计算出宇宙的年龄的？

Question

如题所述

Answer 1

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。

Answer 2

根据哈勃定律可以计算得出宇宙的年龄大约是144亿年左右，这是人类首次通过严谨的理论测得的宇宙年龄。

具体操作如下：根据哈勃定律，宇宙空间在均匀地膨胀。宇宙并非静态的，时间往前回溯，早期宇宙比现在更小。如果时间回到宇宙诞生之初，宇宙空间缩小为一个奇点，这就是宇宙的开端。

假设宇宙空间膨胀的速率自宇宙诞生以来没有发生过变化，那么，星系的退行距离除以退行速度，得到的是星系的退行时间。因此，哈勃常数的倒数，也就是哈勃时间，代表的正是宇宙膨胀时间尺度，可以近似认为这是宇宙的年龄：只要知道哈勃常数，就能估算出宇宙的起源时间。至于哈勃常数如何测得就不讨论了。

在现代宇宙学中，Λ-CDM模型（基于从广义相对论中推导出来的弗里德曼方程）给出了目前为止最为精确的宇宙年龄计算公式：

通过测量出公式中的各项参数，可以知道宇宙的诞生时间大约为138亿年前，这与哈勃时间相接近。

2009年5.14日普朗克卫星发射成功，其任务是观测宇宙微波辐射，它成功的传回了整个宇宙的微波辐射，结合多项数据，科学家最终计算出，宇宙年龄是137亿年左右。

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Answer 3

天文学家通过假设ΛCDM模型准确地描述了宇宙从非常均匀、炽热、密集的原始状态到其当前状态的演变，并通过测量构建该模型的宇宙参数来计算宇宙的年龄。该模型在理论上被很好地理解，并且在最近一段时间得到高精度天文观测数据（如WMAP探测器和普朗克卫星）的支持。拟合的观测结果通常包括宇宙微波背景辐射各向异性、Ia型超新星的亮度与红移的关系，以及包括重子声学振荡特征在内的大尺度星系聚集。其他观测结果，如哈勃常数、星系团丰度、弱引力透镜和球状星团年龄，与这些观测结果基本一致，为模型提供了检验，但当前测量的不太准确。假设ΛCDM模型是正确的，通过许多实验使用各种技术测量参数，根据截至2015年普朗克卫星的观测数据，[29] 可计算出宇宙年龄的最佳值，即137.99±0.21亿年。随着时间的推移，宇宙及其内涵已经演变。例如，类星体和星系的相对分类已经改变，空间本身也扩大了。由于宇宙膨胀，地球上的科学家可以观测到300亿光年外星系发出的光，尽管这些光只飞行了130亿年，因为地球与该星系之间的空间已经膨胀。这种膨胀与来自遥远星系的光发生红移的观察结果是一致的，发出的光子在旅程中被膨胀的空间拉伸为更长的波长和较低的频率。对Ia超新星的分析表明，空间膨胀的速率正在增长。
宇宙中物质越多，物质间相互引力就越强。如果宇宙太密集，那么会重新坍缩成引力奇点。如果宇宙包含的物质太少，那么引力就会太弱，星系或行星等天文结构将无法形成。自从大爆炸以来，宇宙一直在单调膨胀。宇宙拥有相当于每立方米5个质子的合适的质能密度也许并不奇怪，因此能够过去138亿年不断膨胀，为当前观测到的宇宙的形成提供时间。
此外，科学家发现还有动态的力作用于宇宙中的粒子，影响膨胀速率。1998年以前，由于宇宙引力相互作用的影响，预计膨胀速率会随着时间的流逝而下降。因此，宇宙中还有一个可观测量，称为减速参数，大多数宇宙学家预计该参数为正数，并且与宇宙的物质密度有关。1998年，减速参数由两个不同的团队独立测量为负数，大约为-0.55，这在技术上意味着宇宙尺度因子的第二个导数在过去50-60亿年是正数。然而，这种加速度并不意味着哈勃常数（宇宙常数）当前正在增加。本回答被网友采纳

Answer 4

天文学家们在美国宇航局的新闻发布会上介绍说，这些古老白矮星是在位于天蝎星座、距地球7000光年的一个名为M4的球状星团中发现的。分析表明，这些白矮星的年龄约为120亿至130亿年。 白矮星是宇宙中早期恒星燃尽后的产物，它会随着年龄的增长而逐渐冷却，因而被视为测量宇宙年龄的理想“时钟”。天文学家们比喻说，借助白矮星来估算宇宙的年龄，就好似通过余烬去推测一团炭火是何时熄灭的，原理上比较简单。但问题是白矮星会由于不断冷却而越来越黯淡，这是实际观测中需要克服的困难。 在观测M4球状星团的过程中，“哈勃”太空望远镜的观测能力发挥到了极限。望远镜上的照相机在67天中累计用了8天的曝光时间，才拍摄下迄今最黯淡、温度最低的白矮星照片。这些白矮星光线极其微弱，亮度不及人的肉眼所能看到的最暗星体的10亿分之一。 新发现的白矮星前身是宇宙中的第一批恒星。“哈勃”太空望远镜早先的观测结果显示，宇宙中的首批恒星，最早可能是在诞生宇宙的“大爆炸”后不到10亿年间形成的。因此，将这10亿年考虑进去，结合最新的白矮星观测结果，推算出宇宙的年龄应该为130亿年至140亿年之间，这与早先的一些结果基本相符。 此前关于宇宙年龄的推断，主要基于对宇宙膨胀速率的测算。天文学家们指出，白矮星观测提供的是一种完全不同的独立手段，将有助于验证和核对用其他方法得出的结果。 至于300亿光年的类星体，我是米听说过，不过如果存在是必然与140亿年矛盾的。

Answer 5

个人认为，射电望远镜看到的距离越远，看到的宇宙越古老。根据光的传播速度，视觉距离，粗略推算。