读懂宇宙138亿年历史
1.宇宙有138亿年的历史怎么算出来的
毫无疑问，宇宙自宇宙大爆炸以来已经存在了138亿年，而且科学家们对这个数字非常有信心。
事实上这个数字的不确定性（误差）不到估计年龄的1%。但在过去一直是错误的（过去有很多宇宙年龄的数据，如200亿岁，150亿岁，137亿岁，30亿岁等等），现在最精确的138.17亿岁可能又错了吗？如果你看得足够远，能看到的最远的时间是138亿年：我们对宇宙年龄的估计，但这是正确的吗？图片：NASA / STScI / A. Felid 开尔文勋爵估计太阳的年龄在20到4000万年之间，因为他的模型没有（不）包括量子力学和相对论。
当我们观测宇宙的时候是否有可能犯类似的错误？让我们来看看历史问题，然后跳到现代的情况去了解更多吧。估计宇宙的时间，星星群、恒星和星云在我们银河系是很有用的，但是如我们缺乏了解恒星的过程导致了我们的太阳系的年龄估计错误，是否也会弄错宇宙的年龄呢？图片：ESO / VST survey 在19世纪末关于宇宙的年龄存在着巨大的争议。
查尔斯·达尔文（Charles Darwin）从生物学和地质学的研究中得出结论，如果不是几十亿年的话，地球本身至少要有几亿。但凯尔文爵士看恒星是如何运行得出的结论是：太阳本身需要更年轻。
他所知道的唯一反应是化学反应，如燃烧和重力收缩，后者最终证明了白矮星的能量是如何得到的，但要放出那么多的能量，就相当于太阳的生命周期只有数千万年。从太阳太阳耀斑，到远离我们的恒星抛射物质，进入太阳系是微不足道的核聚变的质量损失降低了太阳的总质量的0.03%的起始值：损失相当于土星的质量。
然而在我们发现核聚变之前无法准确地估计出太阳的年龄。图片：NASA's Solar Dynamics Observatory / GSFC 当然，几十年后随着核反应的发现以及爱因斯坦的E = mc2在太阳中发生的氢聚变的应用，这个问题得到了解决。
当充分计算后才意识到太阳的生命周期将会在10 - 120亿年间，而我们太阳系的存在已经有45亿年了。太阳的年龄（来自天文学），地球（来自地质学），生命（来自生物学）都排列成连贯一致的图像。
太阳、地球和地球上的生命历史都有一个稳定的时代，但在19世纪末期地球年龄的证据表明它明显比太阳大（但这是错误的）。图片：ISS Expedition 7 Crew, EOL, NASA 有两种方法来计算今天宇宙的年龄：观察单个恒星和星系的年龄，并研究膨胀宇宙的物理学。
恒星本身是不那么精确的度量，因为我们只能在一瞬间看到它们，然后再推断恒星的演化倒退。这在拥有大量恒星数据的时候很有用，比如球状星团，但对单个恒星来说更困难。
这种方法很简单：当大量的恒星聚集在一起时，它们的大小和颜色各不相同，从热的、大的和蓝色的，到冷的、小的和红色的。随着时间的推移更大的恒星燃烧它们的燃料的速度是最快的，所以它们开始演化，直到死亡。
恒星的生命周期如图所示的颜色/震级图的上下文中理解。随着恒星年龄的增长，数据图表信息的变化，使我们能够确定恒星集群星系的年龄。
图片版权：Richard Powell under c.c.-by-s.a.-2.5 (L); R. J. Hall under c.c.-by-s.a.-1.0 (R) 因此如果观测到幸存者，就可以确定恒星的年龄。许多球状星团的年龄超过120亿年，有些甚至超过130亿年。
随着观测技术和能力的进步不仅测量了单个恒星的碳、氧或铁含量，而且还利用了铀和钍的放射性衰变丰度，结合宇宙中第一个超新星产生的元素，我们可以直接追溯到它们的年龄。SDSS J102915 172927是一颗古老的恒星，它的重量只有太阳所拥有的重量的1 / 2万，它的年龄应该超过130亿年——宇宙中最古老的恒星之一，甚至在银河系之前就已经形成了。
图片版权：ESO, Digitized Sky Survey 2 这颗恒星的质量约为太阳质量的80%，它只含有0.1%的太阳铁元素，而且它的放射性元素丰度达到了132亿年。在2015年一组九恒星银河系中心附近被追溯到135亿年前形成，大爆炸之后仅仅300000000年，银河系的初始形成之前，其中一个有不到0.001%的太阳铁：有史以来最原始星。
有争议的是有一颗玛士撒拉星，它的出现在144.6亿年的时间里，尽管存在着大约8亿年的不确定性。但有一种更好、更精确的方法来衡量宇宙的年龄：通过宇宙的膨胀。
我们宇宙未来的四个可能的命运：最后一个似乎是我们生活的宇宙由暗能量主导。宇宙中存在的东西以及物理定律，不仅决定了宇宙的发展，也决定了宇宙的历史。
图片：E. Siegel / Beyond The Galaxy 通过测量今天的宇宙，距离物体的移动距离，以及它们在附近的距离，在中间的距离，以及最大的距离，科学家们就可以重建宇宙的膨胀历史。现在知道我们的宇宙由大约68%的暗能量、27%的暗物质、4.9%的正常物质、0.1%的中微子和0.01%的辐射组成。
我们也知道这些成分是如何随着时间演变的，宇宙遵循广义相对论的定律。把这些信息结合起来，形成一个单一的、引人注目的宇宙起源的图景。
三种不同类型的测量，遥远的恒星和星系，宇宙的大尺度结构，以及宇宙微波背景的起伏，告诉我们宇宙的膨胀历史。图片版权：NASA/ESA Hubble (top L), SDSS (top R), ESA and the Planck Collaboration (bottom) 在几秒钟内宇宙是一团电离粒子和反粒子，最。
2.宇宙138亿年历史有哪些
如果说宇宙诞生一百三十八一年，这之间发生了什么那个，我们现在也只能这么解释，宇宙诞生时全部能量浓缩于一个温度和密度高的不可思议的能量，几点钟大爆炸后的瞬间宇宙就膨胀到像我们一个城市那么大，在不到1亿分之一秒之后，能量就开始转化为物质，在接下来的20分钟，质子和中子等基本粒子逐渐形成，然后结合成了原子核，大概在38万年后氢原子，氦原子的形成。
那时引力开始将一些氢原子与氦原子 组成的气体云拉成团块状。最早的恒星形成于大约五点一年后，与此同时也出现了最早的星系。
当51年过去，此时的宇宙已经有大量星系团组成，而星系团则被巨大的空洞隔开，信息再补段延花合并中变得越来越大，逐渐形成旋臂结构。宇宙诞生81年后，它的膨胀开始加速，而90亿岁高龄时，太阳系才刚刚诞生，宇宙大爆炸后经过了一百三十八一年，才差不多膨胀到现在的大小人们预计宇宙还将不停的膨胀下去。
3.宇宙诞生在138亿年前,距离我们最远的星系在宇宙大爆炸6亿年左右,
最新发现的天体存在于133亿年前，而宇宙的年龄仅为137亿年左右。
科学家将新发现的天体命名为MACS0647-JD，存在于宇宙大爆炸发生后的4.2亿年，该天体发出的光在宇宙空间中旅行了近133亿年才抵达地球，红移值高达11。凭借当前人类的观测技术，MACS0647-JD天体实在是太遥远了，因此通过普通光谱学较难以确认它与地球的距离。
然而，目前所有的证据都显示这个诞生于早期宇宙的婴儿星系是新的最遥远天体记录的保持者。可以预见，MACS0647-JD天体将作为美国宇航局詹姆斯韦伯空间望远镜的首要观测目标，后者将于2018年发射入轨，能对该天体进行最终的距离测量并研究更多的详细信息。
4.为什么宇宙年龄是138亿年
宇宙年龄（universe,age of）宇宙从某个特定时刻到现在的时间间隔。对于某些宇宙模型，如牛顿宇宙模型、等级模型、稳恒态模型等，宇宙年龄没有意义。 在通常演化的宇宙模型里，宇宙年龄指宇宙标度因子为零起到时刻的时间间隔。通常，哈勃年龄是宇宙年龄的上限，可以作为宇宙年龄的某种度量。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约138.2亿年！
科学家利用望远镜观察最老的星球上的铀光谱，从而估计宇宙的年龄是一百二十五亿年。科学家对宇宙 （Universe）的年龄有不同的估计，根据不同的宇宙学模型（co *** ologicalmodels），科学家估计宇宙的年龄是介乎一百亿至一百六十亿之间；2001年科学家利用南欧洲天文台（EuropeanSouthernObservatory）的望远镜，观察一颗称CS31082-001的星球，量度星球上放射性（radioactive）同位素（isotope）铀-238(Uranium-238)的光谱（spectrum），从而计算出这星球的年龄是一百二十五亿年，这个估计的误差大约三十亿年，是亦即是说，宇宙的年龄至少有一百二十五亿年，这是科学家第一次量度太阳系（SolarSystem）以外铀含量的研究。 科学家解释说，这个方法和在考古学（archaeology）上使用碳-14(Carbon-14)同位素量度物质的年龄一样，铀 -238同位素的半衰期（half-life）是四十四亿五千万年；半衰期是放射性元素（element）自动蜕变成为其它元素，至它本身剩下一半时所需要的时间。 科学家指出，在宇宙开始时，大爆炸（BigBang）会产生氢（hydrogen）、氦（helium）和锂（lithium）等元素，而比较重的元素是在星球内部产生，当星球死亡时，含有重元素的物质会散布到周围的空间，然后和下一代个的星球结合；其实，地球上黄金（gold）也是从爆炸了的星球来。 因此，愈老的星球上的重元素，也会愈少，科学家认为，一些比较老的星球的重元素含量，只有太阳（Sun）的二百分之一。科学家曾经尝试利用钍-232(Thorium-232)同位素来估计宇宙的年龄，钍是一种放射性金属元素，与中子（neutron）接触时会引起核分裂，产生原子能源（atomicenergy），不过，钍的半衰期是一百四十亿五百万年，半衰期比较铀-238长，因此，估计的误差也比较大。
不过通过这样的大概计算，我们可以得出宇宙年龄的大致范围，从而验证由宇宙微波背景辐射计算出来的大致年龄进行验证。目前宇宙年龄的计算方法都是计算出目前宇宙的热辐射，宇宙微波背景辐射产生于大爆炸后的三十万年。大爆炸宇宙学说认为，发生大爆炸时，宇宙的温度是极高的，之后慢慢降温，到现在大约还残留着3K左右的热辐射。从而用温度与时间的关系式大致推出宇宙年龄。
