或许把宇宙的年龄多算了10亿年

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http://jandan.net/2019/06/04/universe-younger.html

majer @ 2019.06.04 , 12:00

最近的研究表明,宇宙学家可能把宇宙的年龄多算了10亿年——这一认知令人惊讶——他们不得不重新梳理从宇宙大爆炸到现在的这部分科学故事。

失去的时间尤其令人烦恼,因为在充满神秘色彩的宇宙中,它的年龄被看做是为数不多的近乎确定的事实之一。到2013年,欧洲普朗克太空望远镜对宇宙辐射经过详细的测量,似乎得出了最终的答案:138亿年。剩下要做的就是通过对其它星系中明亮恒星的独立观测来验证这一数字。

然而,发生了意想不到的事

一些团队,包括由诺贝尔奖得主Adam Riess领导的巴尔的摩太空望远镜科学研究所,开始进行独立观察,却没有证实普朗克的测量结果,而是得到了截然不同的东西。

“我们说,"等一下,我们没有通过测试——我们没有通过测试!"”Riess说。

他估计,按他们的表面结果,物质世界只有125亿到130亿年的历史

起初,合理的猜测是,Riess和其他观察者犯了错误。但随着研究继续进行,结果依然不一致,而对普朗克数据的再分析也没有显示出任何问题。

如果两边的数字都正确,那么问题必然出在更基础的层面上。也就是说,在我们宇宙的基本模型里。“这种差异表明宇宙学模型中存在一些我们无法正确理解的东西,”Riess解释说。什么东西都可以,反正现在没人知道。

宇宙的历史

当前的矛盾可以追溯到1929年,当时天文学家Edwin Hubble埃德温·哈勃发现星系正从各个方向远离地球。更令人震惊的是,哈勃发现,星系离我们越远,速度就越快。这意味着星系之间也在远离彼此。“所有这一切唯一合理的解释就是,空间在扩张。”Riess说。

“空间扩张,对我来说也很难想象。”Riess说。“但这就是所有数据所显示的,也是理论所预测的。”甚至哈勃本人也从未完全接受自己的发现的全部含义。

一个不断扩张的宇宙意味着宇宙具有明确的年龄,因为你可以回溯整个过程,当宇宙中的所有东西都挤在一起,形成一个极其密集、炎热的状态——我们称之为大爆炸——就不得不停止回溯,这里就是宇宙的起点。

“对于人们来说,这是另一个难以理解的概念。”芝加哥大学的宇宙学家Wendy Freedman说,并补充说别把大爆炸的过程想象成房间里的炸弹。她说:“大爆炸是空间本身的爆炸,而不是在空间里的什么东西爆炸。”

换句话说,空间本身在星系之间延展,使星系远离彼此——从大爆炸开始一直持续的过程。因此,追问大爆炸发生在哪里毫无意义。正如Freedman所说,“爆炸没有中心或边缘。”

但在不断扩大的宇宙中,时间具有起点——至少是我们所理解的时间。天文学家通过测量星系分离的速度,他们可以找出宇宙诞生的时刻。他们所要做的就是保证在银河系尺度上的测量结果足够准确。

为宇宙计时

Freedman三十多年来一直在研究这个问题,其难度远远超过她的预期。“这是令人难以置信的挑战,”她说,“想象一下,测量范围达数亿光年,误差精度要求达到1%!”

哈勃本人也用手边的数据估算过宇宙的年龄。最初的计算结果显示,地球比宇宙更加古老,因为他大大低估了与其他星系的距离。

科学家创造普朗克太空望远镜的原因之一,就是应对直接观测其他星系所带来的难题。它可以探测到大爆炸留下的背景辐射。如果知道如何解码,可以从辐射模式中还原早期宇宙的确切的物理状态。原则上,普朗克上的仪器应该能够告诉我们宇宙的成分和年龄。

普朗克望远镜取得了巨大成功。它表明,26%的宇宙由暗物质构成——将星系固定在一起的隐形物质。同时证实了一个惊人的事实,即宇宙是由暗能量控制的——驱动空间膨胀的未知力量。(检测到暗能量使Riess获得了2011年诺贝尔物理学奖。)

上述发现的可能意蕴是,宇宙将不停地,更快地,越来越快地扩展到更深的热寂黑暗中。这是一个令人不安的想法,Riess宁愿不再赘述:“时间的尺度超出了人类理解的范围,不要用人类的方式来理解。”

也许最令人满意的是,普朗克最终完成了哈勃的工作,确定了宇宙的膨胀速度以及存在时间。或者看起来如此。

缺失的环

幸运的是,Freedman和Riess及其同事并没有放弃确定宇宙年龄的替代方法。他们不断改进观察结果,现在正接近雄心勃勃的目标,即1%的精度。这就是当前争议的背景——科学家们礼貌地称之为“紧张局势”。

最新研究表明,宇宙的扩张速度比普朗克给出的数值大9%左右。可能听起来不无关紧要,但在宇宙的历史上,它相当于差了数十亿年。

鉴于存在失误风险,每个人都在反复检查他们的结果,以找出可能的错误来源。但是,问题可能不是出在观察结果上,而是支撑它们的宇宙学理论。如果理论本身是错误的或不完整的,普朗克的读数也将是有缺陷的。

普林斯顿大学的天体物理学家Jo Dunkley说:“目前还没有找到一个一致的,适用于所有宇宙学数据的故事。”他对普朗克的结果进行了广泛的分析。“这意味着还需要更多令人着迷的工作,看看是否可以解释所有。”

当前的“紧张局势”提醒科学家,他们其实仍不了解大自然的基本规律。Dunkley怀疑问题出在中微子上,它们在整个太空中都非常丰富。“我们在实验室中测量中微子并将它们置于我们的宇宙学模型中,(想当然地)假设它们的行为与我们期望相符,但我们根本不知道这是否属实。如果暗物质变得比我们想象的更复杂,我也不会感到惊讶。”

然后是暗能量之谜。“对它们,我们还没有令人满意的想法。也许模型中完全缺失了某种元素,有待发现。”Freedman说。理论物理学家们倒不乏新想法:新型暗能量、新场、新粒子。

弄清楚哪种解释是正确的——如果有的话——将需要对测量方式进行巨大改进,好弄清宇宙实际上在做什么。Freedman对于我们无知的严重程度直言不讳:“问题是,我们还有什么尚未了解?我希望能在一百或一千年后找出答案!”

本文译自 nbcnews,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


网友评论:
这应该是我今年看到的最“关我屁事”的新闻了,虽然话题还是有点意思的
地球,比宇宙本身还要古老
而海洋中的存在,比地球更古老得多


宇宙: 年轻了10亿岁!kira!
圣经早就证明了地球只有6000岁,你们这些异端都该上火刑架
人类,宇宙幼儿园霸主可能性又增加了
暗物质暗能量就是和当年的以太一样,因为原有模型无法解释观察到的现实世界,强塞进去的参数吧
对于宇宙,我们不知道的很多,甚至我们都不知道我们不知道什么
虚报年龄问问组织部同意吗?
宇宙马上就要膨胀
人类很快就会灭亡
这么悲惨的未来之下
国家居然不给我发老婆
更深的热寂黑暗
第一反应是铀铝资源会有变化(指文明5地球年龄)

发给你孙一峰
你要么
额,不是说精细结构常数α约等于1/137是与宇宙年龄是密切相关的吗,这样就对不上了
再少一百亿年也和我毫无关系系列。

  -

暗能量是强塞的。暗物质还是有一些证据的


由于暗能量的作用,宇宙的结局可能是大撕裂,甚至原子都会分裂,脱离彼此的可观测宇宙,最终甚至任何一种基本粒子之间都不再有相互作用。这比单纯的热寂可怕多了

热寂只要求宇宙是孤立系统,即使宇宙不膨胀最终也会热寂
这个题目以人类目前的知识水平以为自己能做出正确答案真是迷之自信了。

—— 来自 nubia NX595J, Android 7.1.1上的 v2.1.2
每两周停机维护一天,无论是哪个世界的码农都很辛苦啊....

大哥屁股上有七把钥匙,凭什么不要

如果是这样的话
下次维护是啥时候
没太懂既然时空是相对的,这个绝对的宇宙时间长度是什么意义?

  -

凭什么一个无量纲常数会和用地球年计量宇宙时间有相关呀。
只要太阳预计寿命不要虚报50亿年就好   不如真实流浪地球了

我不是杀敌心切,想早日上战场打鬼子嘛!
地球:你们人类讲我几岁就几岁

—— 来自 Xiaomi MI 6, Android 8.0.0上的 v2.1.2
不过是长得老相一点
基础理论物理学已经有很久没有革命性的新东西出来了
宇宙:黑历史是你们这些虫子想看就看的吗?想看?没权限你看个JB

暗物质和暗能量,以目前的瞌睡进展速度,可能人类永远都无法真正了解透彻,更别说利用他们
先定义下时间吧


暗物质和暗能量,以人类的科技发展,可能永远都无法搞清到底是咋回事,更别说利用他们

这两个概念虽然真正的科学拿他没用,但它们在玄学、民科、神学领域名声现在可是如日中天

各路大师目前纷纷拿起这两个概念作武器,来解释为什么人会有超能力,为什么修炼可以提升人的能力

我记得当年气功最热的时候,什么是气,什么是炁,大师们都说不出个所以然来

但这些年不一样了,全世界的神功大师们不约而同地拿起了这两个概念作为他们的理论核心,宣称气功修炼的就是暗物质和暗能量。导引吐纳,就是要学习如何让人类利用暗物质和暗能量。人之所以能具备特异功能,就是因为通过导引吐纳或者别的途径,体内有了暗物质,获得了暗能量的支持,所以才可以超与普通人类

就连鬼神地狱,现在也拿这两个概念来为自己张目了。人为啥看不见灵魂鬼魂?因为鬼和灵魂都是以暗物质形态存在的。只有修炼了气功或外国别的神功,有了利用暗物质和暗能量的能力,才能看到他们。

对他们这套说法,逻辑上还真的无言以对
宇宙不是五分鐘前才被創造的嗎?

— from Sony D5503, Android 5.1.1 of Next Goose v2.1.2

对他们说暗能量暗物质现在还只是个假说,你们的神也是假说
宇宙:你说是就是吧

1:1 起初神创造天地。
At the first God made the heaven and the earth.
1:2 地是空虚混沌。渊面黑暗。神的灵运行在水面上。
]And the earth was without form, and void; and darkness was upon the face of the deep. And the Spirit of God moved upon the face of the waters.
1:3 神说,要有光,就有了光。
And God said, Let there be light: and there was light.

水不是神造的~比地球和宇宙更古老没毛病~
物理学实乃民科重灾区
大爆炸开始的时间和现在比,时间流逝速度一样吗

时间流逝的速度单位是什么?
秒每秒么?
很显然时间本身被约掉了,于是必然一样。

暗能量是用来解释宇宙加速膨胀的现象的,可以说可能和当年的以太一样不存在,但是暗物质的话,暗物质的质量导致引力透镜的光线完全及星系旋转速度等现象和现有理论相差太大,这个出错的可能性不太可能吧,否则二十世纪的科学理论不就要大幅度修正了?

—— 来自 Xiaomi MI MAX 2, Android 7.1.1上的 v2.0.2-play
在一百多亿年下,十亿年好像不是那么重要

----发送自 HUAWEI DUK-AL20,Android 9