這是我們銀河系中年齡最大的恆星的數位化測量圖像。這顆老化的恆星編號為HD140283，距離我們超過190光年。NASA / ESA哈勃太空望遠鏡用於縮小恆星距離的測量不確定性，這有助於改進145億年（正負8億年）更精確年齡的計算。這可以與一個擁有138億年歷史的宇宙（在不確定性範圍內）相協調，但不會與一個年僅125億年的宇宙相協調。21世紀最令人驚訝和有趣的發現之一是，測量宇宙膨脹率的不同方法產生了不一致的答案。如果你通過觀察最早的信號來測量宇宙的膨脹率 ，你會發現宇宙以一個特定的速率擴展：67 km / s / Mpc，不確定性約為1％。
另一方面，如果你使用宇宙距離階梯測量膨脹率—通過觀察天文物體並繪製紅移和距離—你得到一個不同的答案：73 km / s / Mpc，不確定性約為2％。這真是一個迷人的宇宙難題，但儘管一個團隊聲稱相反，你無法通過使宇宙年輕十億年來解決它。這就是原因。
不斷擴張的宇宙，充滿了星系和我們今天觀察到的複雜結構，起源於一個更小，更熱，更密集，更均勻的狀態。我們需要成千上萬的科學家為我們工作才能達到這樣的狀態，然而對擴展速度實際上缺乏共識卻告訴我們，無論是某些東西是錯誤的，我們在某處都有一個不明的錯誤，或者有即將到來的新科學革命。乍一看，您可能會認為宇宙的膨脹率與宇宙的年齡有關。畢竟，如果我們回到大爆炸的那一刻，我們知道宇宙正在從這個密集的狀態迅速擴張，我們知道它必須隨著它的膨脹而變冷和減速。自大爆炸以來經過的時間以及它所構成的成分（如輻射，正常物質，暗物質和暗能量）決定了宇宙今天應該擴展的速度。如果它比我們之前懷疑的那樣增長9％，那麼宇宙可能比我們預期的要年輕9％。這是應用於問題的天真（和不正確）推理，但宇宙並不那麼簡單。
三種不同類型的測量，遙遠的恆星和星系，宇宙的大規模結構以及CMB的波動，使我們能夠重建宇宙的擴張歷史。不同的測量方法指向不同的擴展歷史的事實可能指向物理學中的新發現的前進方向，或者更好地理解構成我們宇宙的東西。你不能簡單地做到這一點的原因是有三個獨立的證據必須全部融合在一起才能解釋宇宙。
你必須考慮早期遺物數據，從宇宙的大尺度結構中出現的特徵（稱為重子聲振蕩，代表正常物質和輻射之間的相互作用）和宇宙微波背景的波動。您必須考慮距離梯數據，它使用明顯的亮度和測量的物體紅移來重建膨脹率和整個宇宙歷史中膨脹率隨時間的變化。而且，最後，你必須考慮我們所知道的星系和星團，我們所知道的星系和星團，它們可以通過單獨的天文特性獨立地確定恆星的年齡。
來自三個獨立來源的暗能量約束：超新星，CMB（宇宙微波背景）和BAO（這是在大規模結構的相關性中看到的搖擺特徵）。請注意，即使沒有超新星，我們也需要暗能量，並且我們需要準確描述宇宙的暗物質和暗能量之間存在不確定性和退化。如果我們看一下前兩個證據—早期遺物數據和距離梯數據—這就是擴張率的巨大差異來自於此。您可以從兩者確定擴展速率，這是9％不一致的地方。
但這不是故事的結局; 差遠了。您可以從上圖中看到距離梯形數據（包括藍色的超新星數據）和早期遺物數據（基於重子聲振蕩和宇宙微波背景數據，其他兩種顏色）不僅相交和重疊，而且暗物質密度（x軸）和暗能量密度（y軸）都存在不確定性。如果你有一個擁有更多暗能量的宇宙，它會顯得更老; 如果你有一個暗物質更多的宇宙; 它看起來會更年輕。
四種不同的宇宙學導致CMB中的波動相同，但獨立測量單個參數可以打破這種退化。研究距離梯的宇宙學家希望開發類似類似管道的方案，以了解他們的宇宙學如何依賴於包含或排除的數據。這對於早期遺物數據和距離梯數據來說是一個大問題：我們擁有的數據可以適合多種可能的解決方案。如果你調整正常物質，暗物質和暗能量密度，以及宇宙的曲率，緩慢的膨脹率可以與我們在宇宙微波背景中看到的波動一致的宇宙一致（如上所示） 。
事實上，如果你單獨觀察宇宙微波背景數據，你可以看到更大的擴展速率是非常可能的，但是你需要一個宇宙具有更少的暗物質和更暗的能量來解釋它。在這種情況下，特別有趣的是，即使你要求更高的膨脹率，增加暗能量和減少暗物質的行為也會使宇宙的年齡幾乎保持不變，達到138億年。
在普朗克之前，數據的最佳擬合表明哈勃參數大約為71 km / s / Mpc，但現在對於暗物質密度（x軸）來說，大約69或更高的值太大了通過其他方法和標量光譜指數（y軸的右側）看到我們需要宇宙的大尺度結構才有意義。仍然允許更高的哈勃常數值73 km / s / Mpc，但只有當標量光譜指數高時，暗物質密度低，暗能量密度高。如果我們計算出宇宙具有以下參數：
擴展速度為67 km / s / Mpc，總（正常+暗）物質密度為32％，暗能量密度為68％，自大爆炸以來，我們得到了一顆長達138.1億年的宇宙。在這種情況下，標量光譜指數約為0.962。
另一方面，如果我們要求宇宙具有以下非常不同的參數：
擴展速度為73 km / s / Mpc，總（正常+暗）物質密度為24％，暗能量密度為76％，自大爆炸以來，我們得到的宇宙已經存在了137.2億年。在這種情況下，標量光譜指數 （n s ）約為0.995。
溫度波動幅度（y軸）的某些方面之間的相關性作為減小角度尺度（x軸）的函數，顯示宇宙與標量光譜指數0.96或0.97一致，但不是0.99或1.00。當然，我們對標量光譜指數的數據不利於這個值，但這不是重點。關鍵在於：使宇宙膨脹更快並不意味著更年輕的宇宙。相反，它暗示宇宙具有不同的暗物質和暗能量比率，但宇宙的年齡基本保持不變。
這與一支球隊所宣稱的非常不同，而且由於我們已經提出的原因，它非常重要：宇宙必須至少與其中的星星一樣古老。雖然在任何單個恆星或星團的年齡上肯定存在大量的誤差條（即不確定性），但是完整的證據不能很容易地與年齡大於135億年的宇宙相協調。
SDSS J102915 + 172927位於銀河光環中，距離我們大約4,140光年，是一顆古老的恆星，其中只有太陽擁有的重量元素的1 / 20,000，並且應該超過130億年：宇宙中最古老的元素之一甚至可能在銀河系之前形成。像這樣的恆星的存在告訴我們宇宙不能具有導致比其中的恆星年齡更年輕的屬性。宇宙需要至少50到1億年才能形成所有的恆星，而這些恆星僅由氫和氦構成：它們今天不再存在。相反，最古老的個體恆星存在於個別星系的暈圈的外圍，並且具有非常微量的重元素。這些恆星充其量只是形成第二代恆星的一部分，而且它們的年齡與一個比公認的最適合的138億年的數字年輕十億年的宇宙不一致。
但是我們可以超越個體恆星並觀察球狀星團的年齡：在宇宙的早期階段形成的密集恆星集合。內部的恆星，基於哪些已經變成紅巨星，哪些尚未這樣做，給我們一個完全獨立的宇宙年齡測量。
你看到的閃爍的星星是可變性的證據，這是由於獨特的周期/亮度關係。這是球狀星團Messier 3的一部分圖像，其中的星星屬性允許我們確定整個星團的年齡。天文學從對夜空中物體的研究開始，肉眼看不到任何物體比星星更多或更明顯。經過幾個世紀的研究，我們學到了天文科學中最重要的部分之一：恆星如何生存，燃燒燃料和死亡。
特別是，我們知道所有恆星，當它們活著並通過主要燃料燃燒（將氫氣融合成氦氣）時，具有特定的亮度和顏色，並且僅在一定的時間內保持特定的亮度和顏色：直到他們的核心開始耗盡燃料。在那時，更明亮，更藍，更高質量的恆星開始「關閉」主序列（顏色 - 幅度圖上的曲線，下面），演變成巨人和/或超巨星。
可以在此處顯示的顏色/幅度圖的上下文中理解恆星的生命周期。隨著恆星群體的老化，他們「關閉」圖表，允許我們確定相關群集的年齡。最古老的球狀星團年齡至少為132億年。通過觀察那些同時形成的恆星群的轉折點，我們可以弄清楚 - 如果我們知道恆星是如何工作的 - 那麼星團中的恆星有多久。當我們觀察那裡最古老的球狀星團時，那些重元素中最低的那些，其中關閉的是最低質量的恆星，其中許多都超過12或甚至130億年，年齡高達132億年份。
沒有一個比當前接受的宇宙年齡更早，這似乎提供了重要的一致性檢查。我們在宇宙中看到的物體將非常艱難地與125億年的宇宙年齡相協調，如果你將我們最合適的數字（138億年）降低9％，你就會得到這個數字。一個年輕的宇宙充其量只是一個宇宙的遠射。
來自距離梯（紅色）的現代測量張力與來自CMB和BAO（藍色）的早期信號數據顯示為對比。早期信號方法是正確的，並且距離階梯存在根本缺陷，這似乎是合理的; 可能有一個小規模的錯誤偏向早期信號方法和距離梯是正確的，或者兩個組都是正確的，某些形式的新物理（在頂部顯示）是罪魁禍首。但是現在，我們無法確定。可能有些人認為我們不知道宇宙的年齡是什麼，而且這個宇宙膨脹的難題可能導致宇宙比我們今天的年齡更年輕。但這會使我們已經擁有並接受的大量強大數據無效; 更可能的解決方案是暗物質和暗能量密度與我們先前所懷疑的不同。
宇宙肯定會發生一些有趣的事情，為我們提供如此奇妙的差異。為什麼宇宙似乎關心我們使用哪種技術來衡量擴張率？暗能量或其他一些宇宙屬性會隨著時間的推移而改變嗎？是否有新的領域或力量？重力在宇宙尺度上的表現與預期不同嗎？更多更好的數據將有助於我們找到答案，但一個明顯更年輕的宇宙不太可能成為答案。