宇宙学:膨胀的宇宙
宇宙年龄
一切有多老?不是地球(45亿年),不是太阳,而是宇宙本身——自大爆炸、自空间从又热又密的开端开始膨胀以来的时间。宇宙年龄就是那一个数,而把它钉死,是宇宙学标志性的成就之一。当前最佳值约为138亿年。
抵达这个数有两条彼此独立的路,它们的吻合给了人信心。一条是把膨胀倒着推算:知道宇宙今天膨胀多快、这速率随时间如何变化(由弗里德曼方程和测得的物质与暗能量配比),你就能算出回到标度因子为零那一刻的时间。另一条是找出宇宙中最古老的天体——球状星团里最年迈的恒星,依其物理它们不可能比宇宙更老——这些算出来约130亿年,舒舒服服地小于、却接近138亿年。最精确的数字来自宇宙微波背景:它涟漪的细致图样把宇宙年龄定到几千万年以内。
年龄之所以重要,是作为一个根本的锚点和合理性检验。任何会造出比宇宙更老之恒星的宇宙学方案,立刻就是错的;事实上,早年确曾爆发一场危机,当时某些恒星年龄似乎超过了那时估计的宇宙年龄——后被更好的测量化解。诚实的提醒:138亿年这个数字是在 Lambda-CDM 模型内推出的,且它依赖哈勃常数,所以未决的哈勃张力会转化为精确年龄里一份小小的残留不确定。而且它给的是膨胀的纪元,而非字面意义上的“创世之刻”——这个理论描述的是从开端之后很短时刻起的宇宙。
把138亿年压缩成一整年的日历。大爆炸是1月1日;银河系在春天形成;太阳和地球在九月初出现;最早的人类在12月31日午夜前几分钟登场,而有文字记载的历史只是最后一秒。
两种独立方法——膨胀推算与最古老恒星——一致给出约138亿年。
138亿年的年龄依赖模型(Lambda-CDM)并系于哈勃常数,所以未决的哈勃张力留下一份小小的不确定。它给的是膨胀的纪元,而非字面意义上的创世之刻。
又称
另见