宇宙|我们是如何得出宇宙年龄是138亿年的结论的?( 三 )


宇宙|我们是如何得出宇宙年龄是138亿年的结论的?
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这些数值都以相同的膨胀率收敛:68km/s/Mpc , 不确定性仅为1-2% 。 当你计算这对宇宙的年龄意味着什么 , 你得到了一个非常令人信服的138亿年 , 与我们所知道的关于恒星的一切完全一致 。
不过 , 等一下 。 你可能听说过这是正确的关于这一点有争议 。 虽然使用宇宙微波背景的团队可能都会得到膨胀率的一个值 , 而测量宇宙大尺度结构的团队可能会同意 , 但其他方法得到的数值却大相径庭 。 其他的方法 , 不是从早期的印记信号开始测量它今天的样子 , 而是从近处开始向外工作 。 他们测量各种物体的距离和明显的衰退速度:一种通常被称为宇宙距离阶梯的方法 。
当你观察距离阶梯测量值时 , 它们似乎都给出了系统性的更高的值:在72到76km/s/Mpc之间:平均比你从宇宙微波背景得到的值高9% 。
那么 , 您可能会认为某人是对的 , 某人是错的 。如果距离梯队是正确的 , 而宇宙微波背景小组是错误的 , 那么宇宙可能比我们想象的年轻9%:只有128亿年的历史 。
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但在实际操作中却不是这样的 。 来自宇宙微波背景的数据不是可以忽略的 , 而是必须要考虑的 。 我们在它的温度波动中看到的峰值、低谷和摆动是所有这些不同参数结合在一起的反映 。 当然 , 最适合的数值是以68km/s/Mpc的速度膨胀 , 拥有68%的暗能量、27%的暗物质和5%的正常物质 , 但这些数值可以改变 , 只要它们一起变化 。
尽管它不能很好地拟合数据 , 但你可以把膨胀率提高到 , 比如说 , 74km/s/Mpc , 而且仍然可以达到非常好的拟合 , 只要你愿意改变暗物质和暗能量的相对分数 。 如果暗物质少一点(20%) , 暗能量多一点(75%) , 一个大幅度提高的膨胀率仍然可以很好地拟合数据 , 尽管不如普遍认为的那样好 。
然而 , 有趣的是 , 推导出的年龄几乎没有变化;如果你探究所有允许和不允许的范围 , 那么138亿年前的数据只有大约1%的不确定性:在136.7亿到139.5亿年之间 。
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诚然 , 关于宇宙还有许多谜团有待揭开 。 我们不知道宇宙膨胀的速度有多快 , 也不知道为什么测量膨胀率的不同方法得到的结果会有如此大的不同 。 我们不知道暗物质或暗能量是什么 , 也不知道广义相对论所有这些都是从中推导出来的在最大的宇宙尺度上是否仍然有效 。 我们甚至不知道到底有多少宇宙被锁在哪种形式的能量中:它可能拥有比我们想象的更多的暗物质和更少的暗能量 , 反之亦然;不确定性是巨大的 。
但我们确实知道 , 我们所掌握的数据都与宇宙的一个特定年龄一致:138亿年 , 这个数值的不确定性只有1% 。 它不可能比这个数字老10亿年 , 也不可能比这个数字年轻10亿年 , 除非我们所测量到的一大堆东西迫使我们得出了极其错误的结论 。 除非宇宙对我们撒谎 , 或者我们在不知不觉中欺骗自己 , 否则我们所知道的热大爆炸发生在136.7亿年前和139.5亿年前:一点也不多 。 不要相信任何与之相反的说法 , 除非将它们与全套数据进行比较!