宇宙膨胀的证据 宇宙年龄计算公式解释了一切

爱因斯坦在发表广义相对论之后，同荷兰物理学家德西特一起把它应用到宇宙研究上。研究结果表明宇宙是动荡不止的，要么膨胀，要么收缩。为此，爱因斯坦修改了自己的理论，使宇宙重新“静”下来，这使他铸成大错。他曾不无遗憾地谈到，这次失误是“我一生中犯的最大错误”。俄国科学家费里德曼计算的结果表明，宇宙可能周期性地收缩和膨胀，也可能无限地膨胀下去。




比利时天文学家勒梅特则认为，我们的宇宙原来装在一只“宇宙蛋”中，由于它的突然爆炸才逐渐形成现在人们观测到的宇宙。在勒梅特的理论提出后不久，美国天文学家哈勃利用加州威尔逊山上1.5米和2.5米直径的天文望远镜发现宇宙是在膨胀着的。

宇宙会永久地膨胀下去吗？这个问题并不容易回答。为此人们进行了大量的观测与研究。能使宇宙中止膨胀的是引力，但它要达到一定的量。能否达到这个量，要看宇宙物质的平均密度能否达到一个量（临界密度）。
可是，如果宇宙中存在着大量的“暗物质”，其平均密度就难定了。20世纪80年代，前苏联科学家发现一种叫做中微子的基本粒子质量不为零。如果它得到确认，宇宙物质就会超过临界密度，宇宙膨胀就会中止。

宇宙年龄测定也是宇宙膨胀与否的一个指标，但宇宙年龄测定的难度很大。目前为止，虽然可以检测宇宙的膨胀还是收缩，但都缺乏可靠的证据，但科学家相信人类迟早会有一个清楚的认识。







宇宙年龄之谜

宇宙的年龄有多大，这一直是科学家所关注的问题。因为它是宇宙是否会膨胀的一个指标。测定宇宙年龄的方法有很多。用同位素年代法测量过地球的年龄为40～50亿年，月球年龄为46亿年，太阳年龄为50～60亿年，此法测定宇宙年龄为120亿年。

比较常用的还有球状星团测量法，它是借助恒星演化理论来测算恒星年龄，利用这个方法计算的宇宙年龄为80～180亿年。如果从测定的最老恒星的年龄约200亿年来看，宇宙的年龄至少应在180亿年以上。

哈勃常数测定法是基于宇宙膨胀的观测事实确立的。在一个不断膨胀的宇宙中，测膨胀速度可通过红移量的测量来获得。测出邻近星系与我们的距离，再由此标定红移与距离的关系，就可提供宇宙的尺度，进而计算宇宙的年龄，因此测定出邻近星系与我们之间的距离是最为关键的。

测量与邻近星系距离的方法有两种，每种方法测量出的结果也都有两种，即200亿年和100亿年。还有人采用一种与哈勃常数无关的测定方法，测得的宇宙年龄为240亿年。最近，德国的科学家测定出宇宙年龄为340亿年。

　　为何宇宙年龄138亿年 直径却是920亿光年?

　　由于没有什么物质能超越光速，而宇宙又是诞生于138亿年前的大爆炸，宇宙的直径理应不会超过276亿光年，而为什么可观测的宇宙直径却达到了920亿光年呢?



　为了解答这样一个问题，先来打个形象的比方。
　　你站在路上拍一张照片，是一条很长很长的马路，长到你在大晴天都没法看到马路的尽头。




　　↑↑↑这是一条非常特殊的马路

　　那么考虑这样一种景象，在你精确1米的前方有站一位人，后方精确1米处也是站着一位人，同样的每个人的前后方向1米处都站着一位人，沿着这条马路无限排开。

　这里又来想象下这条道路是这样的：

　　想象下道路是不断的向两边膨胀扩张，你可以看到你旁边的人逐渐离开你，但是他们不是行走或移动，他们是站在原地不动，是由于道路在向前延伸扩张的缘故。
　　让我们把你称为人0，你前面的人称为人1，后面的称为人-1，之后以此类推，这样就类似于数学上的数轴：




　　现在，以你为中心，当人1看起来似乎是远离你(即人0)，这只是由于你与他之间空间的膨胀导致的。人1虽然是在远离你，但你是否看到人1和人2有接近到一起了吗?
　　人1和人2之间经历的是相同的空间膨胀，就如同你(人0)和人1一样的。实际上，所有站在路上的人都经历了一样的膨胀过程。那么经过一次每个间隔空间1米的膨胀，现在每个人的位置膨胀到距离原来2米远的地方，当然这个过程人都是站在原地不动，只是马路在膨胀而已。
　　所以，现在人1距离你2米，比原来的增加了1米。但是这时看下人10!在膨胀前人10距离你10米，而现在一次膨胀之后离你变成了20米，比原来的增加了10米!原先距离越远的人，现在就离得更加的远。换种说法就是，距离越远的人，在同一时间内远离你的速度也越快!(尽管整个过程人始终都是站在原地不动的)
　　那么，现在再来想象一辆车在这条路上行驶到你这边。——当汽车出发向我么这边行进，目的地的距离是已知的。当汽车到达，我们注意到旅程已经太久!——为什么?

　　因为随着汽车的前进过程中道路是在一直不断的膨胀。

　　更重要的是，当车距离我们很远时，即便车的速度最快，它也不会到达我们这边。因为距离越远，空间膨胀的速度就越快，比汽车的最高速度还快。所以如果我们能够观察到这车(当然我们是看不到的)，实际上它看起来会远离我们，尽管它是向我们这个方向前进。因为道路膨胀延伸的速度已经是远快过于汽车的最高速度了，所以我们与车之间的距离反而会越来越大。

　那么，回到我们所要回到的问题上：

　　当光经过138亿年(这个也就是宇宙的年龄)的旅行，那么当然它会向前行进138亿光年(光年是天文单位，即1光年为以光速走一年的距离)的距离，那么在这138亿年间发射这道光线的物体也是一直在远离我们的。
　　因此，约460亿光年是目前可观测宇宙的半径(即宇宙的直径约为920亿光年)，但这道光只走了138亿年，即宇宙的年龄是138亿年，膨胀的是宇宙空间本身。