你知道怎样用哈勃常数推断宇宙年龄吗?

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~ 天文学家估计,大爆炸发生在100到200亿年前。他们通过两种方式来估测宇宙的年龄:(a)寻找最古老的恒星;(b)测量宇宙的膨胀率来推断宇宙大爆炸时间。

天文学家通过研究球状星团来计算宇宙中一些古老恒星的年龄。球状星团是由近百万颗几乎在同一时间形成的恒星组成的密集星团,球状星团中心附近的恒星密度是很大的,如果我们生活在一个球状星团的中心,将会有几十万颗恒星比半人马座阿尔法(目前最接近我们的恒星)更接近我们。

恒星的生命周期取决于它的质量,高质量恒星比低质量恒星亮得多,因此它们会很快烧尽氢燃料。像太阳这样的恒星,其核心有足够的燃料以目前的亮度燃烧大约90亿年。一颗质量是太阳两倍的恒星将在8亿年内耗尽其燃料。一颗10倍于太阳质量的恒星燃烧的亮度几乎是太阳质量的1000倍,并且只有2000万年的燃料供应。相反,一颗质量只有太阳一半的恒星,其燃烧速度很慢,足以维持200多亿年的能量。

因为同一星团中的恒星都在几乎同时间形成,这些星群可以作为宇宙钟使用。如果一颗星团年龄超过1000万年,那么其以氢为燃料的恒星的质量总和都将比10个太阳系的质量小。这意味着没有单个的氢燃烧星要比太阳还要亮1000倍。如果一颗星团的年龄超过2万亿年,那么其以氢为燃料的恒星的质量总和就不会比将比2个太阳系的质量大。

古老的星团中只有质量比0.7个太阳系小的恒星。这些低质量的恒星比太阳还要小,意味着古老星团的年龄在11到18万亿年之间。 此预测中的不确定性是由于难以确定一个星团的确切距离(也就是星团中恒星的亮度和质量的不确定性)。另一个不确定性来源于我们对星球演化的一些细节一无所知。

估计宇宙年龄的另一个方法是测量“哈勃常数”,哈勃常数(H0)是测量宇宙当前膨胀率的一个尺度。宇宙学家使用这一测量方法推演宇宙的年龄,这一推演法取决于当前宇宙的密度和宇宙的组成。

如果宇宙是平坦的并且多物质,那么宇宙的年龄是2/(3h0)。如果宇宙的物质密度非常低,那么它的推测年龄是:1/h0。如果能在广义相对论中添加一个宇宙常数的话,所推断的宇宙年龄甚至可以更大。

天文学家正在尝试不同技术来测量哈勃常数。目前最佳H0估计为50 km/s/百万秒视差到100 km/s/百万秒视差。用更熟悉的单位来说,天文学家估测1/h0为10亿至20万亿年。

如果我们对比两个量值,就会发现潜在的危机。如果天文学家估计1/H0是10万亿年是对的,那么宇宙的年龄将比其古老星球的年龄短。这一矛盾意味着,宇宙大爆炸的理论是错误的,或者我们需要在广义相对论中添加一个宇宙常数来解决这一矛盾。

有些天文学家相信,这个危机将会随着我们测量精准度的提升而消失。如果天文学家测量1/H0的最大值是正确的,而星团年龄的最小估计值也正确,那么,宇宙大爆炸理论是仍可以站住脚的。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. nasa

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宇宙究竟有多大 目前仍是未解之谜
但是由于我们并不知道宇宙的真正年龄,我们也就很难确定在我们看不见的范围之外,宇宙到底膨胀到了什么程度。 天文学家曾尝试使用“哈勃常数”来确定宇宙的膨胀程度。这是当前宇宙膨胀速度的一个度量,哈勃常数可以确定宇宙的规模,包括宇宙的大小和年龄。 我们不妨把宇宙类比称一个正在膨胀的气球。当恒星和星系越来越快...

哈勃常数
宇宙膨胀的观念逐渐确立。2019年9月,德国科学家利用引力透镜效应计算出哈勃常数为82.4,从而推算得到宇宙年龄为114亿岁,比主流观点认为的137亿岁年轻20多亿岁。2022年,美国天体物理学家的一项分析,确定了当前宇宙的膨胀率,即哈勃常数为73.4(km\/s)\/Mpc差距,不确定性仅为1.3%。

哈勃常数是如何测的?
简单说要测量两个量,速度和距离 速度这里通常是退行速度,星系退行会导致多普勒效应产生红移,具体公式就不写了,往上随便查查就行了。之后距离,对于不同距离的星系有不同的测距离方式,比较常用的是Ia型超新星测距,即,因为Ia型超新星的物理机制很明确,就可以推导其光度距离。

通过哈勃常数,应该怎样计算出宇宙的年龄呢?
只要知道哈勃常数,就能估算出宇宙的起源时间。根据美国宇航局(NASA)的费米伽玛射线太空望远镜在2019年的观测结果[1],哈勃常数的测量值约为68(千米\/秒)\/百万秒差距,也就是说,星系与银河系的距离每增加1百万秒差距(326万光年),其远离银河系的速度会随之增加68千米\/秒。由此可以估算出,宇宙的...

哈勃常数问题
如果你学过有关宇宙学相关知识,你就会知道哈勃常数的倒数并不是“大爆炸”以来宇宙的年龄。即使是在k=0的Friedmann宇宙中,2H\/3才等于宇宙的年龄。而对于k=1或者-1的情况就复杂了,如果再加上暗能量(占宇宙总能量密度的70%)项就更复杂了!就其原因与哈勃常数的定义有关,它是宇宙标度因子R(t)...

物理学家怎么知道宇宙的年龄的
宇宙的当前膨胀速率由叫做哈勃常数的数字H0【0在右下方】给出,H0的数值可通过观测来决定。如果宇宙从大爆炸以来一直以相同速率膨胀,那么它的年龄就应该等于哈勃常数的倒数1\/H0,这个年龄叫做哈勃年龄。实际上,随着宇宙年龄的增加,星系之间的万有引力趋向于减缓他的膨胀,哈勃‘常数’对宇宙一生中同一...

哈勃关系中哈勃常数的单位是km\/(s·mpc),其物理含义是( )。
1、在物理宇宙学里,哈勃定律表明,来自遥远星系光线的红移与它们的距离成正比。这条定律是因证实者哈勃而命名。它被认为是空间尺度扩展的第一个观察依据,和今天经常被援引作为支持大爆炸的一个重要证据。2、哈勃常数的值通常经由遥远星系的红移来测量,这就是用与哈勃定律不同的方法测量同一星系的距离。

...v=Hr H为哈勃常数,则可估计宇宙年龄计算式为T=___?
1. 宇宙年龄的估计可以通过哈勃常数H与星体退行速度v和它们离我们的距离r之间的关系来计算。这个关系是v ∝ r,即退行速度与距离成正比。因此,我们可以得到v = Hr,其中H是哈勃常数。2. 通过上述关系,我们可以推导出宇宙年龄T的计算式。由于速度v是距离r和哈勃常数H的乘积,我们可以将时间t表示为t...

叙述“哈勃定律”的内容和公式,谈谈它的作用和意义
郭敦顒回答:哈勃定律:V=Ho•D 在哈勃定律的公式中,V——视向速度,也就是沿观测者视线方向的运动速度 D——河外星系的距离,Ho——哈勃常数。哈勃定律的作用和意义 哈勃定律的直接作用在于测定河外星系的距离。哈勃定律表明宇宙在膨胀。以前人们认为宇宙在整体上是静止的,而从发现了哈勃定律...

哈勃常数是多少?
哈勃定律中河外星系退行速度同距离的比值 它是一个常数 常用H表示 单位是千米\/( 秒·百万秒差距),NASA于2012年10月3日宣布,根据斯皮策红外空间望远镜的测量结果得出新的哈勃常数值为74.3±2.1(km\/s)\/Mpc,Mpc表示百万秒差距,大约为300万光年,即在每增加300万光年的距离上,星系远离地球的速度...

龙州县17094212553: 怎样由哈勃定律推算出宇宙的年龄?怎样根据哈勃定律推算出宇宙的年龄? -
逮哄夏天:[答案] 距离与退行速度成正比,相距越远速度越快.即由可哈勃常数确定,比如取哈勃常数为65千米/秒*百万秒差距的话,年龄为130亿年.公式较复杂,但结果基本就是哈勃常数数值的两倍的亿年数.

龙州县17094212553: 宇宙的年龄T=( ) ——公式 哈勃常数H=3x10 - 2m/秒,由此可估算宇宙的年龄约为( ) - 结果. -
逮哄夏天:[答案] 1.t=s/v=r/v=1/H(宇宙的年龄就是已经运动的时间,等于运动的距离除以速度)2.一光年:c*t=(3*10^8)*(365*24*3600)米=9.46*10^15m t=1/H=(1/3*10-2)秒*光年/米=(1/3*10-2)*(9.46*10^15)秒=(1/3*10-2)*(3*10^8)年=10^10年...

龙州县17094212553: 哈勃用哈勃常数来估算宇宙年龄,他是则么算得?开始,他估计两个相距100万秒差的物体,其膨胀速度大约是500千米每秒.他算出来是20年,他是则么算得? -
逮哄夏天:[答案] 就是用这距离除以速度,认为宇宙诞生之初至今,其膨胀速度一直是500千米每秒,本来他们在一起,经过宇宙年龄的时间后他们相距这么远. 100万秒差距=3.08568025*10^19千米, 宇宙年龄3*10^19/500=6*10^16秒 一年365*86400s=3*10^7秒 6*...

龙州县17094212553: 宇宙的年龄T=( ) ——公式 哈勃常数H=3x10 - 2m/秒,由此可估算宇宙的年龄约为( ) - 结果. 帮我一下,谢谢. -
逮哄夏天:[答案] 1.t=s/v=r/v=1/H(宇宙的年龄就是已经运动的时间,等于运动的距离除以速度)2.一光年:c*t=(3*10^8)*(365*24*3600)米=9.46*10^15m t=1/H=(1/3*10-2)秒*光年/米=(1/3*10-2)*(9.46*10^15)秒=(1/3*10-2)*(3*10^8)年=10^10年...

龙州县17094212553: 若哈勃常数=0.03米每秒*光年那么宇宙年龄是多少? -
逮哄夏天:[答案] 就是认为天体都是匀速运动的.起始于一点,然后就用不变的速度一直运动 距离我们一光年的天体与我们之间的速度是0.03米/秒. 他现在距离我们是1光年,用那个速度走这么远用的时间就是宇宙年龄. 1光年/(0.03米/秒)=3*10^8/0.03 年=100亿年

龙州县17094212553: 宇宙的寿命计算方法? -
逮哄夏天:[答案] 宇宙的年龄通常用哈勃定律来计算 哈勃定律的方程式是V=Hr,V是星球向外飞离的速度,r是星球离地球的距离,而H是哈勃常数. 根据这个定理,我们可以计算宇宙膨胀了多久,“因为星球的光波强弱,和它离开地球的距离有直接关系,因此,科学...

龙州县17094212553: 根据科学家推测宇宙诞生于多少年前?这个问题很重要.请大哥大姐告诉我.我谢谢你们了. -
逮哄夏天:[答案] 宇宙年龄是哈勃常数的倒数,哈勃常数可以根据测量遥远天体的距离和红移测定.根据这个方法测算的宇宙年龄为130亿-110亿年.但是事实上宇宙年龄不可能小于130亿年,因为有些球状星团的年龄就达到了这个数值,而宇宙在诞生10年后才开始形成...

龙州县17094212553: 哈勃常数算宇宙年龄 -
逮哄夏天: 我有另一个问题:都离我们远去,是不是说我们是中心?四面八方都离我们越来越远,那么可以看成是由我们向周围辐射出去吗?现在站在地球上是这样的观察结果,那么站在其它星球上呢?比如说离我们比较近的恒星系的某个星球上?我自己...

龙州县17094212553: 怎样求宇宙年龄
逮哄夏天: 宇宙年龄等于哈勃常数的倒数,即1/H.单位是km/s·Mpc(MPC是兆秒差距).根据这个换算(2)中的H值,然后就行了.

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