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了解1380億年的宇宙歷史。

1.宇宙1380億年的歷史是怎麽算出來的?毫無疑問,宇宙自BIGBANG以來已經存在了1380億年,科學家對這個數字非常有信心。

實際上,這個數字的不確定性(誤差)小於估計年齡的1%。但過去壹直是錯的(過去宇宙年齡的數據很多,比如200億歲,654.38+05億歲,654.38+03.7億歲,30億歲等等。).現在最準確的654.38+08.48+07億年可能又錯了?如果妳看得足夠遠,妳能看到的最遠時間是654.38+038億年:我們對宇宙年齡的估計,但這是正確的嗎?圖片:美國國家航空航天局/STScI/A .菲利德菲利德開爾文估計太陽的年齡在2億到4000萬年之間,因為他的模型沒有(沒有)包括量子力學和相對論。

我們觀察宇宙的時候有沒有可能犯類似的錯誤?讓我們看看歷史問題,然後跳到現代的情況來了解更多。估算宇宙的時間是非常有用的。恒星、恒星和星雲在我們的星系中非常有用,但如果我們對恒星的過程缺乏了解,導致我們對太陽系的年齡估計錯誤,那麽對宇宙年齡的估計也會錯誤嗎?圖:19年底,ESO/VST調查對宇宙年齡產生了巨大的爭議。

查爾斯·達爾文從生物學和地質學的研究中得出結論,地球本身必須有幾億年,如果不是幾十億年的話。但是開爾文爵士通過觀察恒星如何工作得出的結論是,太陽本身需要變得更年輕。

他知道的反應只有化學反應,比如燃燒和重力收縮。後者最終證明了白矮星的能量是如何獲得的,但要釋放這麽多能量,相當於太陽只有幾千萬年的生命周期。從太陽耀斑到離我們很遠的恒星拋射,核聚變進入太陽系的質量損失可以忽略不計,這就減少了太陽總質量0.03%的初始值:損失相當於土星的質量。

但是,在我們發現核聚變之前,不可能準確估計太陽的年齡。圖片:美國國家航空航天局太陽動力學天文臺/GSFC當然,隨著核反應的發現和愛因斯坦的E = mc2氫聚變在太陽中的應用,這個問題在幾十年後得到了解決。

經過充分計算,我們才意識到太陽的生命周期將在10年到12億年之間,而我們的太陽系已經存在了45億年。太陽的年齡(來自天文學)、地球的年齡(來自地質學)、生命的年齡(來自生物學)都被安排在壹個壹致的圖像中。

太陽、地球和地球上的生命史都有壹個穩定的紀元,但在19世紀末,地球年齡的證據顯示它明顯比太陽老(但這是錯誤的)。圖片:美國國家航空航天局EOL的ISS遠征7號機組人員有兩種方法來計算今天宇宙的年齡:觀察單個恒星和星系的年齡,以及研究膨脹宇宙的物理學。

恒星本身並不是那麽精確的度量,因為我們只能看到壹瞬間,然後推斷恒星的演化是倒退的。這在妳有很多恒星數據的時候很有用,比如球狀星團,但是對於單個恒星就比較困難了。

這個方法很簡單:當大量的恒星聚集在壹起時,它們的大小和顏色都不壹樣,從熱的、大的、藍的到冷的、小的、紅的。隨著時間的推移,更大的恒星燃燒燃料的速度最快,因此它們開始進化,直到死亡。

恒星的生命周期可以通過圖中所示的顏色/星等圖來理解。隨著恒星年齡的增長和數據圖表信息的變化,我們可以確定星團星系的年齡。

圖片版權:C.C.-by-S.A.-2.5 (L)下的理查德·鮑威爾;R . j . hall under c . c .-by-s . a .-1.0(R)所以如果觀測到幸存者,就可以確定恒星的年齡。許多球狀星團的年齡超過654.38+02億歲,有些甚至超過654.38+03億歲。

隨著觀測技術和能力的發展,我們不僅測量了單顆恒星的碳、氧或鐵含量,還利用了鈾和釷的放射性衰變豐度,結合宇宙中第壹顆超新星產生的元素,可以直接追溯它們的年齡。SDSS j 102915172927是壹顆古老的恒星,它的重量只有太陽的1/2萬,它的年齡應該超過13億年——宇宙中最古老的恒星之壹,甚至在銀河系之前就已經形成。

圖片版權:ESO,數字化巡天2這顆恒星的質量約為太陽質量的80%。只含有0.1%的太陽鐵,其放射性元素豐度達到了1320億年。2015年,在星系中心附近形成了壹組九星星系,追溯到135億年前。大爆炸後僅3000000000年,星系初始形成前,其中壹顆少於0.001%太陽鐵:史上最原始恒星。

有爭議的是有壹顆瑪士撒拉星,出現在654.38+04.46億年,盡管不確定約8億年。但是有壹種更好更準確的方法來測量宇宙的年齡:通過宇宙的膨脹。

我們宇宙的未來有四種可能的命運:最後壹種似乎是我們生活的宇宙被暗能量所主宰。宇宙中存在的東西和物理定律不僅決定了宇宙的發展,也決定了宇宙的歷史。

圖片:E. Siegel/Beyond The Galaxy通過測量今天的宇宙,物體的移動距離,它們附近的距離,中間的距離和最大距離,科學家可以重建宇宙的膨脹歷史。現在我們知道,我們的宇宙大約由68%暗能量、27%暗物質、4.9%正常物質、0.1%中微子和0.01%輻射組成。

我們也知道這些成分如何隨時間演化,宇宙遵循廣義相對論定律。將這些信息結合起來,就形成了壹幅單壹而引人註目的宇宙起源圖。

三種不同類型的測量,遙遠的恒星和星系,宇宙的大尺度結構,宇宙微波背景的起伏告訴我們宇宙的膨脹歷史。版權所有:美國國家航空航天局/歐空局哈勃(上圖L),SDSS(上圖R),歐空局和普朗克合作(下圖)在幾秒鐘內,宇宙是壹團電離粒子和反粒子,最。

2.654.38+038億年的宇宙歷史是怎樣的?如果宇宙誕生於1381年,它們之間發生了什麽,我們現在只能這樣解釋。宇宙誕生時,所有的能量都集中在壹種不可思議的高溫高密度的能量中。大爆炸幾分鐘後,宇宙膨脹到了我們城市的大小。不到百分之壹秒後,能量開始轉化為物質,然後。

這時候引力開始把壹些由氫原子和氦原子組成的氣體雲拉成塊狀。最早的恒星大約在5.1年後形成,與此同時,最早的星系出現了。

當51年過去了,此時的宇宙已經是由大量的星系團組成,這些星系團之間被巨大的空洞隔開,信息在補充和合並的時候越來越大,逐漸形成了旋臂結構。81宇宙誕生後,其膨脹開始加速。90億年時,太陽系剛剛誕生,大爆炸後1381年才膨脹到現在的大小。預計宇宙將繼續膨脹。

3.宇宙誕生於654.38+03.8億年前,最遠的星系在大約6億年前的BIGBANG,新發現的天體存在於654.38+03.3億年前,而宇宙年齡只有大約654.38+03.7億年前。

科學家將新發現的天體命名為MACS0647-JD,它存在於宇宙大爆炸後4.2億年。這顆天體發出的光在太空中穿行了近654.38+033億年才到達地球,紅移值高達654.38+065.438+0。以目前人類的觀測技術,MACS0647-JD天體太過遙遠,用普通的光譜學很難確認它與地球的距離。

然而,目前所有的證據都表明,這個誕生於宇宙早期的嬰兒星系是最遙遠天體新紀錄的保持者。可以預測,MACS0647-JD將是美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的首要觀測目標,該望遠鏡將於2018年發射進入軌道,可以測量這壹天體的最終距離,並研究更詳細的信息。

4.為什麽宇宙年齡是654.38+038億年(宇宙年齡)?從某壹時刻到現在的時間間隔。對於壹些宇宙學模型,比如牛頓的宇宙學模型,層次模型,穩態模型,宇宙的年齡是沒有意義的。在宇宙的壹般演化模型中,宇宙的年齡是指從零到那壹刻的時間間隔。壹般哈勃年齡是宇宙年齡的上限,可以作為宇宙年齡的衡量標準。根據大爆炸模型,宇宙年齡約為654.38+03.82億年!

科學家使用望遠鏡觀察最古老行星上的鈾光譜,從而估計宇宙的年齡為125億年。科學家對宇宙的年齡有不同的估計。根據不同的宇宙模型(co * * * ologicalmodels),科學家們估計宇宙的年齡在100億到160億年之間。2001年,科學家利用歐洲南方天文臺的望遠鏡觀測到壹顆名為CS31082-001的行星。通過測量行星上的放射性同位素鈾-238(鈾-238)的光譜,計算出該行星的年齡為125億年,這壹估算的誤差約為30億年,也就是說,宇宙的年齡至少為125億年。這是科學家第壹次測量太陽系外的鈾含量。科學家解釋說,這種方法和考古學中用碳-14同位素測量物質年齡壹樣,鈾-238同位素的半衰期是44.5億年。半衰期是壹種放射性元素自動轉變成其他元素,直到剩下壹半的時間。科學家指出,宇宙開始時,大爆炸會產生氫、氦、鋰等元素,而較重的元素則在行星內部產生。當行星死亡時,含有重元素的物質會散落到周圍空間,然後與下壹代行星結合;事實上,地球上的黃金也來自爆炸的星球。所以越老的星球,重元素會越少。科學家認為,壹些較老的行星中的重元素含量只有太陽的百分之壹。科學家試圖通過釷-232同位素來估計宇宙的年齡。釷是放射性金屬元素,與中子接觸會引起核裂變,產生原子能。但是釷的半衰期是141.5億年,比鈾-238的半衰期長,所以估算誤差比較大。

但通過這種近似計算,我們可以得到宇宙年齡的大致範圍,從而驗證宇宙微波背景輻射計算出的大致年齡。目前宇宙年齡的計算方法是計算宇宙當前的熱輻射,宇宙微波背景輻射產生於大爆炸後30萬年。根據大爆炸宇宙學,大爆炸發生時,宇宙溫度極高,之後逐漸冷卻。直到現在,關於3K熱輻射仍然存在。因此,宇宙的年齡是由溫度和時間的關系粗略推斷出來的。

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