宇宙的年龄是无穷大的吗？

qdzs2000

物理学家：这个问题通常是用来引起争端的

有一些理论认为大爆炸（big bang）是一切的开端，因此讨论早于大爆炸的一切事情都是无意义的。但也有一些认为可能对于宇宙来说，既无开端亦无终点。这两种观点都很可怕。

我们可以追溯宇宙的发展一直到大爆炸后的那一刻，但不能再往前了。所以我们实际上永远也无法看到大爆炸的那一刻究竟发生了什么。但是有一些十分取巧的方法可以让我们通过学习研究如今时空物质如何表现来提取出结果。尤其是奇点定理（Singularity Theorem 由史蒂芬霍金与彭罗斯共同证明）。我们可能可以确定大爆炸是一个奇点（以前什么都没有），或者只是一个极度挤压的宇宙（以前有什么东西发生）。

你可以把这个想象成这样一幅画面：尝试去弄清楚你的床单在某一处的折叠是否与另一处的褶皱有关。这太难办了。

床单： 比时空更复杂

然而，对于所有实际用途来说，宇宙的年龄大约是150亿年（加减）。如果在那之前还有什么东西的话，他们反正都被大爆炸搞砸了。

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哈勃超深空影像（The Hubble Ultra-Deep Field image）展现了一些现代科技可以看到的最遥远的星系，每一个都由数十亿颗恒星组成

宇宙的形状

宇宙都是空间、时间和它们的组成，包含行星、恒星、星系和其他所有形式的物质和能量。即使整个宇宙的空间大小是未知的，我们是可以测量可观测宇宙的大小，目前直径大约是930亿光年。在多宇宙论中，一个宇宙是更大的多宇宙中许多因果不相关的组成部分之一，它本身包含了所有的空间、时间及其内容。

图解：可观测宇宙的模拟全图，室女座超星系团位于中心位置，但因过于渺小以至于看不见。

最早的科学宇宙模型是由古希腊和印度哲学家们发展起来的，这些模型都是地心的，将地球放在宇宙的中心。几个世纪后，更加精确的天文观测让尼古拉斯哥白尼（Nicolaus Copernicus）发展起来了日心模型，该模型以太阳为太阳系的中心。艾萨克牛顿（Isaac Newton）以哥白尼的工作、第谷布拉赫（Tycho Brahe）的观测和约翰内斯开普勒（Johannes Kepler）的行星运动定律（开普勒定律）为基础，发展了万有引力定律。

相关知识

在物理宇宙学中，宇宙的年龄要从宇宙大爆炸算起。在ΛCDM宇宙模型中，当前通用的宇宙年龄测算是137.87±0.2 亿（109）岁。[1]大量的研究给出的宇宙年龄都非常相近，基于此，不确定值已经下降到了2000万年。

图 1 宇宙的年龄 （图片像素为3507*1320）

微波背景辐射的研究项目，和由威尔金森微波各向异性探测器、普朗克号等其他探测器实施的测量都包括在其中。通过对宇宙背景辐射给予宇宙大爆炸后的冷却时间的测量，和对宇宙膨胀率的测量，可以用向前推测时间的方法，来计算出宇宙的大致年龄。

图 2 普朗克号探测器

ΛCDM宇宙模型描述了在138亿年（宇宙学时间）这个时间段中，宇宙从非常单一、高温、高密度的初始状态到当前状态的进化发展。这个模型在理论意义上能较好地让人理解接受，并且有最近类似WMAP（威尔金森微波各向异性探测器）这样的高精准度天文观察做有力支撑。相比之下，宇宙初始状态起源理论，还依然处在推测阶段。

图 3 威尔金森微波各向异性探测器

如果有人从早期明确的状态向回推测ΛCDM宇宙模型，它就会很快（只用远不到一秒的很短时间）到达一个奇点。这就是众所周知的“初始奇点”，也叫“大爆炸奇点”。这个奇点不是常识中物理意义上的那个奇点，而是用来给自宇宙大爆炸后的时间（并不与物质上可测量的时间相对应）做简单描述的。

图 4 ΛCDM宇宙模型

打个比方，“大爆炸后的10-6秒”在宇宙演进中是个定义明确的纪元（历史时间段）。如果有人在描述同样时间段，但用了这种说法：138亿年减10-6秒前，那这一意义的精确性就不复存在了，因为这不确定的靠前的时间会吞噬掉极短的末尾的时间区间。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. 张禾斗- The Physicist

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