宇宙、太阳系以及地球的年龄是多少？这些又是如何测定的？

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科学家们说地球有46亿年的历史，而宇宙有100亿到200亿年的历史。在60年代，科学家们发现了他们认为是大爆炸残留物的背景辐射，而这是真的吗？如果这是我们建立大爆炸理论基础的证据，那么，宇宙的历史是否可能比100亿年到200亿年还要长，即使我们还没有看到任何依据？另外，为什么我们如此确定地球有46亿年的历史？如今人们普遍接受的100亿年到200亿年历史的数据仅仅是因为这个证据么？

图解: 从大爆炸形成的宇宙演化图解（左）。在这幅图中宇宙以二维呈现，第三维度是时间，向右是时间流动的方向。

的确，自60年代初以来，科学家们就已经了解了背景辐射了（通常被称为宇宙微波背景）。贝尔实验室工作的彭齐亚斯和威尔逊很偶然的发现了他，因为它对他们精密的无线电设备造成了无法解释的干扰。当人们最终弄清他们看到的是什么时，他们因此发现而获得了诺贝尔奖。

图解: 用WMAP九年的资料（2012年），以我们的角度看宇宙微波背景辐射在整个宇宙的变化，实际变化会比图中显示得更为平顺

就在这事的几年前，乔治.加莫曾预言，如果大爆炸理论是正确的，那么我们应该能观测到这样的辐射背景。宇宙微波背景不仅是支持大爆炸理论的证据，而且是其中最重要的一个。这是一个理论的自然结果，而且是在一个稳定的宇宙环境学中很难解释的结果。

图解: 宇宙的历史 - 引力波是假设来自大统一理论，超光速就在大爆炸之后（2014年3月17日）。

150亿至200亿年前的数据不是来自宇宙微波背景，而是主要来自附近和遥远星系的测量，尤其是他们膨胀远离我们的速率。我们发现到一个星系的距离是跟它的隐性速度成比例的。比例常数是哈勃常数，H，（几乎）是宇宙年龄的倒数。所以我们通过测量隐性速度来测量年龄。

图解: 宇宙的历史。

然而，只有当宇宙没有显著加速度或减速膨胀率时，T=1/H才是正确的。如果膨胀的速度迅速加快，宇宙的历史可能比1/H = 150 亿年左右还要长。这样的加速度是由宇宙学常数（广义相对论预测的一种反重力）的大值引起的。有证据表明这可能是事实。

图解: 哈勃超深空再次展现布满星的远古时代，告诉我们远古的星系是什么样子。

所以总的来讲，是的，宇宙的年龄是基于H的以实验为依据的测定，是基于观察到的证据。

另一方面，太阳系（包括地球）的年龄是通过岩石和陨石中某些同位素的放射性衰变来测量的。这些同位素（主要是钾和铀）是太阳系产生的。通过测量衰变的程度，我们可以非常准确地确定他们（以及太阳系的其他部分）形成多久了。地球上最古老的岩石已经被板块构造所破坏，所以为了验证太阳系的年龄，我们转而使用陨石。我们发现的最古老的此类陨石推测他们的形成年龄，所以测出太阳系的年龄为45.68亿年。

图解: 哈勃的另一张影像，显示婴儿星系形成的附近，这意味着在宇宙学的时间尺度上经常发生。这显示宇宙中新星系的形成仍在发生

在物理宇宙学中，宇宙的年龄是大爆炸之后经过的时间。在Lambda-CDM一致性模型中，目前对宇宙年龄的测量是137.787±0.20 亿（10^9）年。根据一系列的研究给出的极为相似的年龄数据，不确定性已经被缩小到2000万年。这些研究包括对微波背景辐射的研究，以及朗科航天器、威尔金森微波各向异性探测器和其他探测器的测量。宇宙背景辐射的测量给出了大爆炸以来宇宙冷却的时间，宇宙膨胀率的测量可用于通过时间倒退来计算其大致年龄。

图解: 我们太阳现在的大小（见插图）相较于未来成为红巨星时估计的大小。

地球的年龄估计为45.4 ± 0.5亿年（4.54 × 10^9 年± 1%). 这个年龄可能代表地球的积聚、地核形成或者形成地球的物质的年龄。这个年龄测定是基于陨石材料的辐射年龄测定的证据，并且与已知最古老的陆地和月球样品的辐射年龄一致。

图解：太阳系由近而远的第三颗行星—地球，为著名的“蓝色弹珠”照片，由阿波罗17号太空船于1972年拍摄

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. curious- Dave Kornreich-雪狼普雅

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原文地址：今日头条