文档介绍：宇宙的年龄人类一直在追问:宇宙的年龄到底多大了 1929 年,天文学家哈勃一语惊醒梦中人科学家现在普遍相信, 宇宙原来是从一个很小很小的“点”开始的资料图片欧洲航天局 201 3年3月21 日公布了迄今为止最为详细的宇宙微波背景辐射图,这些图像披露了宇宙诞生 38 万年后的景象,同时将宇宙的年龄定格为 亿岁。浩渺的宇宙无声而又漫长地存在了这么久,让人不免心生好奇:宇宙究竟是个啥模样?从何处来, 往何处去呢?发现周刊记者为此专访了紫金山天文台的吴雪峰研究员,请他来为我们揭开宇宙的神秘面纱。现代快报记者吴怡远古传说“宇宙”是什么“宇宙”这个词, 最初只是“宇”和“宙”两个独立的字眼, 出自《文子· 自然》: “往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。”《尸子》中也有记载:“上下四方曰宇, 往古来今曰宙。”意思很简单,“宇”代表上下四方, 即所有的空间,“宙”代表古往今来, 即所有的时间, 所以“宇宙”这个词有“所有的时间和空间”的意思。对日出而作, 日落而息的古人来说, 不管是头顶的苍天, 还是脚踏的土地, 无一不充满着神秘。为此, 对于宇宙的来历, 古人幻想出了各种各样的起源。其中,最为中国人熟知的,莫过于盘古开天辟地。在西方传说中, 同样有一个能与盘古相提并论的创始者, 那就是上帝。不管是盘古开天, 还是上帝造人, 说到底都是人类丰富想象力的结晶。如何从科学的角度了解宇宙, 成为从古至今, 无数智者苦苦探求的话题。理论初现从“天圆地方”到哥白尼“日心说”在中国古代, 关于宇宙的结构主要有三派学说, 即盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说认为大地是平坦的, 天像一把伞覆盖着大地, 也就是大家最熟知的“天圆地方”理论; 浑天说认为天地的结构就像一个鸡蛋,地在中心,天在周围环绕;宣夜说则认为天是无限而空虚的, 星辰就悬浮在空虚之中。从公元前六世纪到公元一世纪, 在古代希腊和罗马, 关于宇宙的构造也有过许多学说。如毕达哥拉斯学派的中心火焰说; 赫拉克利特的日心说;柏拉图的正多面体宇宙结构模型等等。进入中世纪后,宇宙学成为一门具体学科,西方普遍认同地心说。地心说最初由古希腊学者欧多克斯提出, 即地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星, 在各自的轨道上绕地球运转。地心说是世界上第一个行星体系模型, 虽然后来被证实是错误的,但曾得到亚里士多德等人的认同和发展, 对人们研究宇宙有过里程碑作用。 16 世纪,波兰科学家哥白尼出版了著作《天球运行论》,并且提出了在当时惊世骇俗的“日心说”。哥白尼认为, 太阳才是银河系的中心, 所有星球都是围绕太阳旋转。这一理论使天文学从宗教神学的束缚下解放出来,自然科学从此获得了新生。现代宇宙学现在我们通常理解的宇宙, 是由空间、时间、物质和能量所构成的统一体, 是一切空间和时间的综合。如果非要用语言来形容它的形状, 那应该是呈现多重镶嵌模式,各种不同的空间、时间的完美融合。在得出这一概念以前,科学家尝试了多种理论,去解释宇宙的状态。认识阶段 1 宇宙是稳定态的,存在仅为两三百万年早在 18 世纪,有科学家利用当时的测量仪器指出,宇宙存在仅为两三百万年, 且无法追溯源头, 但将无限存在下去。不少科学家提出了稳恒态宇宙模型, 它认为宇宙在大尺度上的物质分布和物理性质是不随时间变化的,稳恒不变。不仅在空间上是均匀的,各向同性的, 而且在时间上也是稳定的。这个理论得到了包括爱因斯坦在内的诸多科学家的广泛认可, 但到了 20 世纪下半叶被观测所推翻。认识阶段 2 天体在加速远离,离我们越远速度越大二十世纪初, 天文学家惊奇地发现, 许多遥远天体辐射的光谱谱线都存在“红移”现象。在当时, 天文学家还不知道很多这类天体并非起源于银河系,而是和银河系同一级别的河外星系。美国天文学家埃德温· 哈勃和合作者在 1929 年发表研究论文,声称越远的天体,光谱红移值越大。“红移”是什么?吴雪峰表示, 要理解这个概念, 其实很简单。“当一辆火车从远而近驶来, 我们听到的声音, 越来越尖锐, 先是频率不断增加,声音的波长减小;在火车擦身而过后,频率又逐渐减小,波长增大——这就是著名的‘多普勒效应’”。红移意味着天体发出的电磁波波长增加。哈勃的这个发现告诉我们, 宇宙中的星系在不断离我们远去, 而且, 离我们越远, 远离速度也就越大。哈勃的惊人发现,标志着现代宇宙学的诞生。认识阶段 3 宇宙起源于一个“点”,是个“无穷小”的点天文学家由哈勃的发现倒推出一个猜想: 既然天体之间距离越来越远, 那么在很久以前, 它们说不定汇聚在一起, 也就是说宇宙是从一个点开始的。从这一观点物理学家进一步推测: 在过去, 宇宙曾经处于一个极高密度且极高温度的状态。目前人类在大型粒子加速器上所进行的实验结果有力地支持了这