专栏名称: 宇宙解码
宇宙起源,黑洞,虫洞,多维空间,相对论,量子力学,地外文明,迷失古迹,不解之谜,科技前沿。
目录
相关文章推荐
科普中国  ·  警惕!AI电子垃圾正在激增 ·  3 天前  
科普中国  ·  遥感卫星为我们的城市带来了哪些便利? ·  3 天前  
环球科学  ·  这些地方疯狂下雪,是因为空气污染更严重 ·  5 天前  
51好读  ›  专栏  ›  宇宙解码

137亿年(宇宙年龄)这个数字是怎么来的?我们来算算

宇宙解码  · 公众号  · 科学  · 2017-04-05 21:14

正文

    天文观测得出结论,宇宙在匀速膨胀,我们可以以这个膨胀速度反推出宇宙大爆炸(宇宙还是一个点时候)的时间。
    


    先解释“空间匀速膨胀”,这和爆炸不同。

    宇宙大爆炸在哪里发生的?

    宇宙中心?不对!


    其实就在现在整个宇宙的任何一个角落,因为东西并没有散开,而只是空间膨胀了。就像你把野餐布像四周拉大,上面的餐具也会想四周“移动”。而这个“速度”和两物的本身距离有关系(正比例):如果一个桌布上有两个东西放的很近,他们移动的距离也不会很远,而两个东西很远,他们移动的位置也很远。


    我们可以多普勒效应(红移)公式等等计算出东西远去的速度。


    哈勃最先对这个膨胀速度/距离进行计算。(可是当时测出的天体运动速度很不准确,这里就用一套比较准确的数据来计算)


Y轴:速度(km/s); X轴:距离(Mpc一个距离单位)



    把点用一条直线连起来(正比例,所以是直线),可以得出斜率 S = 75km s^-1 Mpc^-1 (这个数字就是哈勃常数)
km,Mpc都是距离单位,可以在换算之后抵消1Mpc=3.09*10^19km,现在开始把距离单位换算之后抵消。
(75km s^-1 Mpc^-1) * (1Mpc/(3.16*10^7)km)*(1year/3.16*10^7s) = 2.4*10^-18 s^-1

    这时,它的单位是s^-1,他的倒数就是时间,宇宙年龄。
1/ (2.4*10^-18 s^-1)=4.1*10^17s。
然后我们把时间从秒换算成年。(1年=3.16*10^7秒)
4.1*10^17s*1year/(3.16*10^7s)=1.3*10^10year=130亿年。(75这个数字准确度只有两位,所以结论准确度也只有2位)

    由此我们可以计算出宇宙年龄为130亿年。(更精确的数字是137亿年)



    由于当年数据不准确,哈勃计算出的宇宙诞生时间是20亿年


    至于宇宙绝对正确年龄很难计算,这只是一个很接近的值。数据越多,就越精准(斜率也会变化), 138.2亿用的数据更加多,所以应该比137精确。