了解1380亿年的宇宙历史。

1.宇宙1380亿年的历史是怎么算出来的?毫无疑问,宇宙自BIGBANG以来已经存在了1380亿年,科学家对这个数字非常有信心。

实际上,这个数字的不确定性(误差)小于估计年龄的1%。但过去一直是错的(过去宇宙年龄的数据很多,比如200亿岁,654.38+05亿岁,654.38+03.7亿岁,30亿岁等等。).现在最准确的654.38+08.48+07亿年可能又错了?如果你看得足够远,你能看到的最远时间是654.38+038亿年:我们对宇宙年龄的估计,但这是正确的吗?图片:美国国家航空航天局/STScI/A .菲利德菲利德开尔文估计太阳的年龄在2亿到4000万年之间,因为他的模型没有(没有)包括量子力学和相对论。

我们观察宇宙的时候有没有可能犯类似的错误?让我们看看历史问题,然后跳到现代的情况来了解更多。估算宇宙的时间是非常有用的。恒星、恒星和星云在我们的星系中非常有用,但如果我们对恒星的过程缺乏了解,导致我们对太阳系的年龄估计错误,那么对宇宙年龄的估计也会错误吗?图:19年底,ESO/VST调查对宇宙年龄产生了巨大的争议。

查尔斯·达尔文从生物学和地质学的研究中得出结论,地球本身必须有几亿年,如果不是几十亿年的话。但是开尔文爵士通过观察恒星如何工作得出的结论是,太阳本身需要变得更年轻。

他知道的反应只有化学反应,比如燃烧和重力收缩。后者最终证明了白矮星的能量是如何获得的,但要释放这么多能量,相当于太阳只有几千万年的生命周期。从太阳耀斑到离我们很远的恒星抛射,核聚变进入太阳系的质量损失可以忽略不计,这就减少了太阳总质量0.03%的初始值:损失相当于土星的质量。

但是,在我们发现核聚变之前,不可能准确估计太阳的年龄。图片:美国国家航空航天局太阳动力学天文台/GSFC当然,随着核反应的发现和爱因斯坦的E = mc2氢聚变在太阳中的应用,这个问题在几十年后得到了解决。

经过充分计算,我们才意识到太阳的生命周期将在10年到12亿年之间,而我们的太阳系已经存在了45亿年。太阳的年龄(来自天文学)、地球的年龄(来自地质学)、生命的年龄(来自生物学)都被安排在一个一致的图像中。

太阳、地球和地球上的生命史都有一个稳定的纪元,但在19世纪末,地球年龄的证据显示它明显比太阳老(但这是错误的)。图片:美国国家航空航天局EOL的ISS远征7号机组人员有两种方法来计算今天宇宙的年龄:观察单个恒星和星系的年龄,以及研究膨胀宇宙的物理学。

恒星本身并不是那么精确的度量,因为我们只能看到一瞬间,然后推断恒星的演化是倒退的。这在你有很多恒星数据的时候很有用,比如球状星团,但是对于单个恒星就比较困难了。

这个方法很简单:当大量的恒星聚集在一起时,它们的大小和颜色都不一样,从热的、大的、蓝的到冷的、小的、红的。随着时间的推移,更大的恒星燃烧燃料的速度最快,因此它们开始进化,直到死亡。

恒星的生命周期可以通过图中所示的颜色/星等图来理解。随着恒星年龄的增长和数据图表信息的变化,我们可以确定星团星系的年龄。

图片版权:C.C.-by-S.A.-2.5 (L)下的理查德·鲍威尔;R . j . hall under c . c .-by-s . a .-1.0(R)所以如果观测到幸存者,就可以确定恒星的年龄。许多球状星团的年龄超过654.38+02亿岁,有些甚至超过654.38+03亿岁。

随着观测技术和能力的发展,我们不仅测量了单颗恒星的碳、氧或铁含量,还利用了铀和钍的放射性衰变丰度,结合宇宙中第一颗超新星产生的元素,可以直接追溯它们的年龄。SDSS j 102915172927是一颗古老的恒星,它的重量只有太阳的1/2万,它的年龄应该超过13亿年——宇宙中最古老的恒星之一,甚至在银河系之前就已经形成。

图片版权:ESO,数字化巡天2这颗恒星的质量约为太阳质量的80%。只含有0.1%的太阳铁,其放射性元素丰度达到了1320亿年。2015年,在星系中心附近形成了一组九星星系,追溯到135亿年前。大爆炸后仅3000000000年,星系初始形成前,其中一颗少于0.001%太阳铁:史上最原始恒星。

有争议的是有一颗玛士撒拉星,出现在654.38+04.46亿年,尽管不确定约8亿年。但是有一种更好更准确的方法来测量宇宙的年龄:通过宇宙的膨胀。

我们宇宙的未来有四种可能的命运:最后一种似乎是我们生活的宇宙被暗能量所主宰。宇宙中存在的东西和物理定律不仅决定了宇宙的发展,也决定了宇宙的历史。

图片:E. Siegel/Beyond The Galaxy通过测量今天的宇宙,物体的移动距离,它们附近的距离,中间的距离和最大距离,科学家可以重建宇宙的膨胀历史。现在我们知道,我们的宇宙大约由68%暗能量、27%暗物质、4.9%正常物质、0.1%中微子和0.01%辐射组成。

我们也知道这些成分如何随时间演化,宇宙遵循广义相对论定律。将这些信息结合起来,就形成了一幅单一而引人注目的宇宙起源图。

三种不同类型的测量,遥远的恒星和星系,宇宙的大尺度结构,宇宙微波背景的起伏告诉我们宇宙的膨胀历史。版权所有:美国国家航空航天局/欧空局哈勃(上图L),SDSS(上图R),欧空局和普朗克合作(下图)在几秒钟内,宇宙是一团电离粒子和反粒子,最。

2.654.38+038亿年的宇宙历史是怎样的?如果宇宙诞生于1381年,它们之间发生了什么,我们现在只能这样解释。宇宙诞生时,所有的能量都集中在一种不可思议的高温高密度的能量中。大爆炸几分钟后,宇宙膨胀到了我们城市的大小。不到百分之一秒后,能量开始转化为物质,然后。

这时候引力开始把一些由氢原子和氦原子组成的气体云拉成块状。最早的恒星大约在5.1年后形成,与此同时,最早的星系出现了。

当51年过去了,此时的宇宙已经是由大量的星系团组成,这些星系团之间被巨大的空洞隔开,信息在补充和合并的时候越来越大,逐渐形成了旋臂结构。81宇宙诞生后,其膨胀开始加速。90亿年时,太阳系刚刚诞生,大爆炸后1381年才膨胀到现在的大小。预计宇宙将继续膨胀。

3.宇宙诞生于654.38+03.8亿年前,最远的星系在大约6亿年前的BIGBANG,新发现的天体存在于654.38+03.3亿年前,而宇宙年龄只有大约654.38+03.7亿年前。

科学家将新发现的天体命名为MACS0647-JD,它存在于宇宙大爆炸后4.2亿年。这颗天体发出的光在太空中穿行了近654.38+033亿年才到达地球,红移值高达654.38+065.438+0。以目前人类的观测技术,MACS0647-JD天体太过遥远,用普通的光谱学很难确认它与地球的距离。

然而,目前所有的证据都表明,这个诞生于宇宙早期的婴儿星系是最遥远天体新纪录的保持者。可以预测,MACS0647-JD将是美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜的首要观测目标,该望远镜将于2018年发射进入轨道,可以测量这一天体的最终距离,并研究更详细的信息。

4.为什么宇宙年龄是654.38+038亿年(宇宙年龄)?从某一时刻到现在的时间间隔。对于一些宇宙学模型,比如牛顿的宇宙学模型,层次模型,稳态模型,宇宙的年龄是没有意义的。在宇宙的一般演化模型中,宇宙的年龄是指从零到那一刻的时间间隔。一般哈勃年龄是宇宙年龄的上限,可以作为宇宙年龄的衡量标准。根据大爆炸模型,宇宙年龄约为654.38+03.82亿年!

科学家使用望远镜观察最古老行星上的铀光谱,从而估计宇宙的年龄为125亿年。科学家对宇宙的年龄有不同的估计。根据不同的宇宙模型(co * * * ologicalmodels),科学家们估计宇宙的年龄在100亿到160亿年之间。2001年,科学家利用欧洲南方天文台的望远镜观测到一颗名为CS31082-001的行星。通过测量行星上的放射性同位素铀-238(铀-238)的光谱,计算出该行星的年龄为125亿年,这一估算的误差约为30亿年,也就是说,宇宙的年龄至少为125亿年。这是科学家第一次测量太阳系外的铀含量。科学家解释说,这种方法和考古学中用碳-14同位素测量物质年龄一样,铀-238同位素的半衰期是44.5亿年。半衰期是一种放射性元素自动转变成其他元素,直到剩下一半的时间。科学家指出,宇宙开始时,大爆炸会产生氢、氦、锂等元素,而较重的元素则在行星内部产生。当行星死亡时,含有重元素的物质会散落到周围空间,然后与下一代行星结合;事实上,地球上的黄金也来自爆炸的星球。所以越老的星球,重元素会越少。科学家认为,一些较老的行星中的重元素含量只有太阳的百分之一。科学家试图通过钍-232同位素来估计宇宙的年龄。钍是放射性金属元素,与中子接触会引起核裂变,产生原子能。但是钍的半衰期是141.5亿年,比铀-238的半衰期长,所以估算误差比较大。

但通过这种近似计算,我们可以得到宇宙年龄的大致范围,从而验证宇宙微波背景辐射计算出的大致年龄。目前宇宙年龄的计算方法是计算宇宙当前的热辐射,宇宙微波背景辐射产生于大爆炸后30万年。根据大爆炸宇宙学,大爆炸发生时,宇宙温度极高,之后逐渐冷却。直到现在,关于3K热辐射仍然存在。因此,宇宙的年龄是由温度和时间的关系粗略推断出来的。