哈勃定律推测宇宙年龄（年龄神秘的宇宙）

简介：最新的研究表明宇宙已存在137.72亿年。通过ACT科学家能够确定年轻宇宙的许多行为，包括其年龄。结合威尔金森微波各向异性探测器（或WMAP）的结果，他们的年龄为137.7亿岁。

宇宙可能已存在137.7亿年。也可能稍小于这个数值，我们不能确定。

发表的两篇论文表明宇宙已经存在137.772亿（±390亿）年。

多酷！这与早期以类似方法测量的宇宙年龄一致。这也很酷。

但也有不酷的地方，这似乎并没有减少因不同测量方式产生的差异。不同的测量方式得出了一个与之小了几亿的年龄。这看起来也许不是个大事，但这真的是个大问题。两组方法应该测量出一样的年龄，但并没有。这意味着我们忽略了宇宙的一些基本问题。

我们使用智利的阿塔卡玛宇宙望远镜（ACT）做了新的观测。它是一个六米长的蝶形望远镜,对光谱介于红外线和无线电波之间微波部分的亮度很敏感。当宇宙还很年轻时，它特别炎热且密实，但是大约在宇宙大爆炸38万年之后，它因冷而变得透明。那时，它和太阳表面一样炎热，它发出的光或多或少已经成为光谱的可见部分，为我们肉眼可见。

但是宇宙自那时起已经膨胀了很多。这些光在到达地球时已经损失了很多能量来对抗膨胀，也发生了红移（光谱的谱线向红端移动），即波长变得更长。它现在位于光谱的微波部分。它到处都是，存在于天空的每个部分，所以我们把它叫做宇宙微波背景，简称CMB。

大量的信息被储存在光中，所以在宇宙刚38万岁时，我们就可以通过ACT（阿塔卡玛宇宙望远镜）观测天空，估量宇宙的状况。

ACT（阿塔卡玛宇宙望远镜）观测范围有15000平方度，超过了整个天空的三分之一！通过观测约5000平方度的范围，他们能够确定还年轻的宇宙的许多行为，包括它的年龄。结合威尔金森微波各向异性探针（简称WMAP）的结果，他们得出了宇宙137.7亿的年龄。这也和欧洲普朗克任务的数值相符合，该任务同样测量了早期宇宙的微波。

阿塔卡玛宇宙望远镜做了关于早期宇宙的一份大调查，显示了宇宙大爆炸留下的辐射中微小的温度波动。这些变化最终形成了银河、星辰和你。

他们也能测量宇宙膨胀率。20世纪20年代第一次发现了宇宙膨胀。天文学家发现离我们越远的物体远离我们的速度越快。离我们两倍远的物体仿佛正在以两倍快的速度远离我们。这种膨胀率被称为哈勃常数，它是用单位距离的速度来衡量的：物体移动的速度与距离的比值。

新的观测得出这个常数值为67.6 ±1.1公里每秒每百万秒差距（百万秒差距缩写为Mpc，是关于天文学的某些方面便利的距离单位，等于326万光年；比到仙女座星系的距离远一点）。因此，由于宇宙膨胀，距离我们1Mpc的物体应该以67.6千米每秒的速度远离我们，距离我们2Mpc的以135.2千米每秒的速度远离，以此类推。比这复杂一些，但主要就是这样。

现在存在着一个问题。有很多种方式测量哈勃常数，比如观察遥远星系中的超新星、用引力透镜观测、观测遥远星系中的巨大气体云等等。很多方法都得到了一个更大的数值，大约73 km/sec/Mpc。这些数字是相近的，让人在某种程度上放心。但仍然存在着令人费解的差距。它们应该是一致的，但它们并不是。

他们也得到了宇宙的不同年龄。越大的哈勃常数意味着宇宙膨胀得越快。基于此宇宙并不需要太多的时间就能达到现在的大小，这意味着它更年轻。较小的常数则意味着宇宙更古老。虽然宇宙膨胀率看起来神秘，但它与更基本的宇宙年龄概念直接相关。也正是由于难以捉摸，两组方法得出了不同的数值。

哪一个才是对的呢？这是一个很难回答的问题，甚至是一个错误的问题。更好的问法是：为什么他们不一致？

很明显，这两个方法都是正确的。他们测量了宇宙不同的两个部分。那些观测宇宙微波背景辐射的人是在宇宙存在不足100万年的时候观测的。另一部分人则是在宇宙已经存在几百万年的时候观测的。也许膨胀率在那段时间改变了。

换言之，我认为哈勃常数并不是一个常数。

方法本身也许会有问题，但已经用许多方式检验过，而且每组都使用了多种不同的方法检验，似乎不太可能出现这种情况。

这显然是宇宙的错，而非我们的。或者更好的说法是错在我们测量宇宙的方法。它在做它该做的。而我们只要找出原因。

有关该问题已经发表了许多论文，毫不夸张地说，它是目前宇宙学中最大最棘手的问题。

仅个人观点。获得博士学位后，我的第一份工作是简单研究宇宙背景探测器COBE的一个部分，通过它观察宇宙微波背景（CMB）并确定了宇宙大爆炸是真的。那时的测量是不错的，但仍有进步的空间。然后威尔金森微波各向异性探测器（WMPA）诞生了，再之后是普朗克，还有现在的阿塔卡玛宇宙望远镜（ACT）。这些测量工具都有难以置信的准确。天文学家称其为高精度宇宙学，这是一种内部笑话。很长一段时间，我们几乎没有任何关于这些数值的想法。

现在天文学家在这方面是如此地擅长，以至于10%的误差都被视作一个巨大的问题，而在过去50%的误差都是被认可的。看着这个领域随着时代进步是一种真实的快乐，因为在这方面我们做得越好，我们就可以把宇宙本身作为一个整体理解得更好。

是，我们仍存在问题，但都是伟大的问题。

但是， 我们怀着他们不久就会被解决的希望。因为只要我们付诸实践我们的理解就会取得前所未有的巨大飞跃。

BY: Phil Plait

FY: Ella

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