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137億年這個數字是怎麼來的?我們來算算

天文觀測得出結論,宇宙在勻速膨脹,我們可以以這個膨脹速度反推出宇宙大爆炸(宇宙還是一個點時候)的時間。

137億年這個數字是怎麼來的?我們來算算


先解釋「空間勻速膨脹」,這和爆炸不同。


宇宙大爆炸在哪裡發生的?


宇宙中心?不對!


其實就在現在整個宇宙的任何一個角落,因為東西並沒有散開,而只是空間膨脹了。就像你把野餐布像四周拉大,上面的餐具也會想四周「移動」。而這個「速度」和兩物的本身距離有關係(正比例):如果一個桌布上有兩個東西放的很近,他們移動的距離也不會很遠,而兩個東西很遠,他們移動的位置也很遠。

我們可以多普勒效應(紅移)公式等等計算出東西遠去的速度。


哈勃最先對這個膨脹速度/距離進行計算。(可是當時測出的天體運動速度很不準確,這裡就用一套比較準確的數據來計算)


Y軸:速度(km/s); X軸:距離(Mpc一個距離單位)

137億年這個數字是怎麼來的?我們來算算


把點用一條直線連起來(正比例,所以是直線),可以得出斜率 S = 75km s^-1 Mpc^-1 (這個數字就是哈勃常數)


km,Mpc都是距離單位,可以在換算之後抵消1Mpc=3.09*10^19km,現在開始把距離單位換算之後抵消。


(75km s^-1 Mpc^-1) * (1Mpc/(3.16*10^7)km)*(1year/3.16*10^7s) = 2.4*10^-18 s^-1


這時,它的單位是s^-1,他的倒數就是時間,宇宙年齡。


1/ (2.4*10^-18 s^-1)=4.1*10^17s。

然後我們把時間從秒換算成年。(1年=3.16*10^7秒)


4.1*10^17s*1year/(3.16*10^7s)=1.3*10^10year=130億年。(75這個數字準確度只有兩位,所以結論準確度也只有2位)


由此我們可以計算出宇宙年齡為130億年。(更精確的數字是137億年)

137億年這個數字是怎麼來的?我們來算算


由於當年數據不準確,哈勃計算出的宇宙誕生時間是20億年


至於宇宙絕對正確年齡很難計算,這只是一個很接近的值。數據越多,就越精準(斜率也會變化), 138.2億用的數據更加多,所以應該比137精確。

137億年這個數字是怎麼來的?我們來算算



(a)心理學上最詭異的13張圖,你一定還沒看過!(超准)


(b)我從11樓跳下(影響6億人的漫畫)


(c)五十年後的朋友圈,看完心裡酸酸的...


(d)你名字多少筆,決 定了你靠什麼吃 飯!!神准~


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