宇宙歷史有多少年了?138億歲的宇宙有6個高光時刻

2020-12-04 關注未來世界

#科學了不起#

人類努力探索時空的秘密,或許「一切探索的終點,將回到我們出發的地方。」

最初之開始

我們並不清楚,發生宇宙大爆炸之後最初的短暫時刻,宇宙究竟是什麼模樣。科學界把這個最初時刻稱為「普朗克時期」,特指從發生大爆炸到普朗克時間(~10^-43秒)這個瞬間,當時的宇宙只是一個「奇點」,直徑只有普朗克長度(~10^-35米)。人類現在物理學的認知無法描述「普朗克時期」,所以用「奇點」來形容大爆炸之前那個奇妙的世界。奇點裡面或許只存在一種「超級力」,在爆炸的瞬間,這種「超級力」分化成了我們熟知的四種基本力——引力、電磁力、強核力和弱核力。

宇宙體積暴脹

大爆炸發生後約10^-36秒發生的故事在科學界有很大的爭議,宇宙的體積以一種無法想像的速度急速擴張,這個事件稱為「暴脹」。小小的「奇點」釋放出巨大的能量,宇宙在極短的時間裡膨脹了約10^50倍。

物質以微弱的優勢戰勝反物質

我們生活在「物質」世界裡,卻不明白「反物質」都去哪裡了。「反物質」是「物質」的鏡中夥伴,兩者各種性質都一模一樣(包括質量、自旋等),只有電荷是相反的,兩者相遇就會相互抵消(湮滅)。科學家在實驗室裡人工製造反物質,發現每產生10億個反物質粒子,就會產生10億零1個物質粒子,物質和反物質的對稱性就這樣被「打破」了,才有了今天的物質世界。

第一縷光

宇宙在不到1秒的瞬間完成了不可思議的蛻變,卻花了幾十萬年才產生第一縷光。在這幾十萬年裡,物質和能量相互糾纏,宇宙像一大鍋「濃湯」。如果我們可以回到那時的宇宙,會發現我們什麼都看不見,因為光子在飛進眼睛之前就被濃密的電子彈飛了。宇宙在38萬歲時,它的溫度冷卻下來,物質「濃湯」凝結成原子,光子才可以自由傳播,宇宙變得明亮起來。這些最早的光子至今仍在宇宙空間遊蕩,形成了著名的微波背景輻射(CMB),為我們留下了138億年前的豐富信息。

恆星造物

宇宙冷卻下來後的數億年間,原子非常緩慢地聚集在一起,變成了原子團。在引力的幫助下,幾十萬甚至幾百萬個原子聚集成宇宙塵埃。濃密的氣體和塵埃組成雲團,在自身引力的作用下坍縮,引力勢能轉化成熱能,誕生了溫度極高的恆星。恆星把氫和氦聚變成較重的元素,開啟了宇宙造物的新紀元。

地球之誕生

約46億年前,宇宙中發生了一件毫不起眼的事情。在一個普通星系(銀河系)的普通位置(獵戶座旋臂),一個普通的圓盤形氣體星雲(太陽星雲)發生坍縮,成為一顆普通的恆星(太陽)。殘餘的材料變成了幾顆普通的行星,其中一顆後來變成了我們的地球家園。地球的位置得天獨厚,如果地球離太陽近一點,海水就會蒸發,如果離太陽遠一點,海水就會結冰。地球與太陽「恰到好處」的配合孕育了生命的繁榮。

參考資料:Top Ten Origins: The Universe’s Greatest Hits, by By Paul Sutter.

相關焦點

  • 宇宙的138億年又被科學家推翻了?
    宇宙的年齡可以說是科學家關注的經典問題之一了。一般來說,宇宙年齡和三個宇宙學參數有關,即宇宙膨脹的速率,也就是哈勃常數;宇宙中正常物質和暗物質的密度(有多少會膨脹的物質);宇宙常數(一個與膨脹加速度相關的參數)。這三個參數共同描繪宇宙的膨脹過程。
  • 不應該存在的恆星,宇宙僅有138億歲,它卻有144.6億年的壽命!
    在2000年的時候,科學家根據衛星傳回的數據認為,這個恆星已經在宇宙當中存在了160億年,宇宙誕生也不過138億年而已,這顆恆星位於宇宙當中,為何它的壽命超出了宇宙本身的年齡呢?怎麼可能會存在比宇宙還要古老的恆星呢?
  • 138億歲的宇宙卻有920億光年的直徑
    宇宙誕生至今只有138億年,但根據科學家的研究顯示宇宙的直徑卻有920億光年,如果從宇宙誕生算起,不應該也只有138億光年的距離嗎?這又是怎麼回事,是不是科學家們搞錯了呢?數據的由來之所以會出現這樣的問題,主要是因為宇宙膨脹的關係,狹義相對論並沒有解釋膨脹的速度。
  • 138億歲的宇宙卻有920億光年的直徑
    宇宙誕生至今只有138億年,但根據科學家的研究顯示宇宙的直徑卻有920億光年,如果從宇宙誕生算起,不應該也只有138億光年的距離嗎?這又是怎麼回事,是不是科學家們搞錯了呢?為什麼會是920億在宇宙大爆炸38萬年之後,第一批光子誕生了
  • 宇宙138億年的年齡是怎麼算出來的?
    關於宇宙的年齡,你會發現有各種各樣的說法。目前公認的宇宙年齡大概有138億年的歷史,但有些人認為宇宙年齡沒這麼古老,而另一些人則認為宇宙的歷史是無窮無盡的,根本就沒有開始!持不同看法的人其實他們心裡的宇宙模型不一樣,例如有些人認為宇宙一直存在,那麼談年齡就沒有任何意義!
  • 宇宙年齡138億年,為何直徑卻有930億光年?
    宇宙全景圖雖然人類至今不知道宇宙是怎麼來的,但是對於宇宙的起源建立了一個比較系統的理論,科學家們普遍認為宇宙起源於138億年前的一場大爆炸,從大爆炸開始的那一刻開始宇宙就誕生了,如今距離宇宙誕生已經過了138億年,也就是說宇宙已經138億歲了,除了宇宙起源之謎以外,宇宙的另一個謎團同樣激起科學家們濃厚興趣,那就是宇宙大小之謎
  • 宇宙年齡謎題——宇宙到底多少歲?
    宇宙年齡謎題——宇宙到底多少歲?一般來說,宇宙年齡和三個宇宙學參數有關,即宇宙膨脹的速率,也就是哈勃常數;宇宙中正常物質和暗物質的密度(有多少會膨脹的物質);宇宙常數(一個與膨脹加速度相關的參數)。這三個參數共同描繪宇宙的膨脹過程。在很長時間裡,科學上對於宇宙年齡的主流推論和計算都指向了138億年,上下3700萬年。
  • 宇宙才138億歲,這顆恆星卻存在了144.6億年,這應該如何解釋?
    1989年,ESA的「依巴谷高精視差測量衛星」發射升空,該衛星在太空中工作了大約6年,期間為我們傳回了大量的高精密度天體位置數據以及測光數據,從而讓我們人類對宇宙深空中的那些恆星有了更進一步的認知,然而就是這些數據,引出了一個令人困惑的謎題——「瑪士撒拉星」之謎。
  • 宇宙才138億歲,這顆恆星卻存在了144.6億年,這應該如何解釋?
    要知道宇宙才138億歲,很顯然,「HD 140283」的壽命遠遠超過了宇宙本身的年齡,這就令人奇怪了,宇宙中怎麼會存在比宇宙本身還要古老的恆星呢?138億歲,這顆恆星卻存在了144.6億年,這應該如何解釋呢?
  • 陳根:宇宙年齡謎題——宇宙到底多少歲?
    一般來說,宇宙年齡和三個宇宙學參數有關,即宇宙膨脹的速率,也就是哈勃常數;宇宙中正常物質和暗物質的密度(有多少會膨脹的物質);宇宙常數(一個與膨脹加速度相關的參數)。這三個參數共同描繪宇宙的膨脹過程。在很長時間裡,科學上對於宇宙年齡的主流推論和計算都指向了138億年,上下3700萬年。
  • 陳根:宇宙年齡謎題——宇宙到底多少歲?
    文/陳根宇宙的年齡可以說是科學家關注的經典問題之一了。一般來說,宇宙年齡和三個宇宙學參數有關,即宇宙膨脹的速率,也就是哈勃常數;宇宙中正常物質和暗物質的密度(有多少會膨脹的物質);宇宙常數(一個與膨脹加速度相關的參數)。這三個參數共同描繪宇宙的膨脹過程。
  • 人類如何確定宇宙誕生138億年?
    138億年,而且科學家們對這個數字非常有信心。但在過去一直是錯誤的(過去有很多宇宙年齡的數據,如200億歲,150億歲,137億歲,30億歲等等),現在最精確的138.17億歲可能又錯了嗎?在數十億年的時間裡,星系融合在一起,形成了我們今天所看到的宇宙。從各種來源收集的數據,包括宇宙微波背景,星系的大規模聚集,遙遠的超新星,重子聲學振蕩,到達了一個單一的,引人注目的圖景:一個已經有138億年歷史的宇宙。
  • 宇宙約為138億歲,可觀測宇宙半徑卻達465億光年,矛盾不?
    宇宙並不是恆存的,它有一個開始,根據歐洲空間局的普朗克巡天者衛星的觀測數據計算而出的宇宙年齡為137.85億歲到137.89億歲之間,簡單一點,我們就說宇宙的年齡約為138億歲。宇宙的年齡雖為138億歲,但是可觀測宇宙的半徑卻達到了465億光年,這就有點問題了。
  • 百科知識——宇宙究竟有多少歲了?
    宇宙容納萬物,並處在不斷的運動和發展中宇宙對於我們來說,充滿了神秘感。面對宇宙,我們常常會有這樣或那樣的問題,比如,宇宙到底有多大?宇宙還能夠存在多長時間?宇宙的邊緣在哪兒?宇宙的外面又是什麼樣的?可以說,這些問題已經困擾了人類很久,甚至有許多人窮其一生都在思考這些問題。
  • 天文學家最新觀測結果表明:宇宙有近138億年歷史
    天文學家最新觀測結果表明:宇宙有近138億年歷史2021-01-05 19:58出處/作者:cnBeta.COM整合編輯:佚名責任編輯:zhaoyongyu1   利用智利阿塔卡馬沙漠高處的一個天文望遠鏡,天文學家對宇宙中最古老的光線進行了新的觀察。
  • 為什麼宇宙年齡僅138億年,而整個宇宙直徑卻有24萬億光年?
    ​根據現代宇宙學,宇宙的時間和空間都是創生於138億年前的奇點。138億年過去了,宇宙的直徑膨脹為930億光年,膨脹速度為光速的3.37倍,這與相對論所說的光速最快不矛盾嗎?宇宙的半徑不應該是「宇宙年齡×光速=138億光年」嗎?
  • 宇宙138億歲,這顆恆星卻有160億歲!比宇宙還要古老?
    奇點大爆炸理論的證據之一宇宙微波背景告訴我們,我們的宇宙大約誕生於138億年前。而這顆編號為DH140283的恆星,居然比宇宙還要古老。於是人們將《聖經》中活了969歲的長老「瑪士撒拉」之名,賜予了這顆恆星。
  • 為什麼宇宙只有138億歲, 直徑卻有920億光年?
    大爆炸理論目前最主流的宇宙模型,認為我們的宇宙誕生於大約138億年前的奇點大爆炸,隨後宇宙不斷膨脹,到現在可觀測宇宙的直徑至少已達920億光年。宇宙的形狀有可觀測宇宙跟全域宇宙的差別。可觀測宇宙原則上是宇宙的一部分,在觀察上受到有限的光速與宇宙年齡的影響。
  • 把宇宙138億年歷史壓縮成1年:看完懷疑人生
    如果把138億年的宇宙歷史壓縮到一年,人類出現在哪個月?5月?9月?著名科普作者、天文學家卡爾﹒薩根在《伊甸園的龍》中提出的宇宙年曆,會讓你驚掉下巴。讓我們一起來看一看,宇宙、地球和人類的大事件,都出現在什麼時刻吧!如果把138億年的歷史壓縮到1年裡,很明顯時間加速了。
  • 比宇宙還「長壽」的恆星,它存在了144億年,宇宙才138億歲!
    如今宇宙已經138億年的壽命了,在偌大的宇宙中存在著無數顆星體,這些星體都是宇宙誕生後他們才出現的,但是其中卻有一顆與眾不同的恆星,它已經存在了144億年了,而宇宙也才138億歲,這是怎麼回事呢?為了解開它的秘密,賓尼法尼亞州組成了一支科學家研究團隊,從2003年開始,一直到2011年,他們一直在觀測大量恆星的數據,並且把這些數據進行了優化,根據這些數據,最終推算出了瑪士撒拉星的真實年齡144.6億歲。真實的恆星年齡雖然科學家得出了瑪士撒拉星的真實年齡,但是仍然要比宇宙存在的時間長。