宇宙的年龄和直径是天文学中令人着迷的两个概念。据目前最广泛接受的理论,宇宙的年龄约为138亿年,这个数字来源于对宇宙微波背景辐射的详细研究,以及对宇宙学常数的精确测量。
所以宇宙公认的年龄是138亿岁,这几乎是一种国际共识。
然而就在前不久,美国一所大学的团队利用哈勃太空望远镜,却观测到了一颗距离地球270多亿光年的恒星。
这项研究也被发表在了《自然》杂志上。
按照普遍认可的逻辑推理方式,却可以推导出两个相互对立的结论,这种情况就被称之为悖论,然而宇宙年龄与可观测范围之间不能够存在悖论,否则就说明其中必有错误。
宇宙大小并非是一成不变,它会不断地变大膨胀。从1929年美国天文学家爱德文·哈勃提出宇宙膨胀说开始,科学家们就一直都在试图测量宇宙膨胀的真实速度,我们称这一速度为哈勃常数。
重点在暴涨这两个字上,它意味着我们的宇宙在早期的膨胀速度上远远超过光速的,并且由于这种膨胀属于时空本身的膨胀,时空内的星系们仍然保持静止状态,只是被超光速膨胀的宇宙给拉大了距离而已,所以并不受爱因斯坦广义相对论的束缚。
我们现在对于宇宙的认识,可是说也就是初级阶段,很多东西并不能自圆其说。比如之前新提出的暗物质和暗能量,充斥宇宙达到了94%,基本上我们可观测宇宙仅仅只占极小的一部分。
如果换一个中心可观测宇宙直径依然是930亿光年,那也就意味着现在的真实宇宙大小远大于930亿光年,科学家预估不可观测宇宙直径至少在23万亿光年,这样来看宇宙的膨胀速度已经远远超过光速了。只是宇宙边缘的光在宇宙超光速的膨胀下,可能要很久很久之后才能到达地球。
所以我们解决了暴胀问题后你将会发现,宇宙在某个区域外膨胀超过了光速,因此从理论上来看宇宙就会存在一个可观测的极限边界,这就是我们理论可观测宇宙的大小,当前理论计算认为是930亿光年。而这就是可观测宇宙这个名词的来历。
现阶段的可观测宇宙中,只有大约5%的星系,此时此刻发出的光线才能在未来到达地球,而且随着时间的推移,这个比例将会更小;如果热寂学说正确,再经过数千亿年后,可观测宇宙中只剩下我们的本星系群。
科学家们在测算恒星的年龄时,会通过其质量和光亮度来计算,因为恒星的大部分时间都在发生核聚变反应,从而放出光亮。2003年霍华德·邦德利用哈勃望远镜观测到了这颗hd140283恒星,发现它主要由氢和氦构成,上面的铁元素很少,不到太阳的1%。
不仅如此,这种颗粒特征给我们提供了宇宙最遥远的地方的标准标尺。我们知道在地球的一角画出一个巨大的三角形,在微波背景下的两个相邻的小球作为另两个角。
两个光线在不断运动后,是无法保持绝对的平行的,可是我们在宇宙中观察到的现象却是,两束平行的光线,在不断运动后,仍然可以保持平衡。这就证明宇宙远比我们想象的要大,或者宇宙本身就是“绝对平坦”的。