138亿年的宇宙年龄是如何计算的？哈勃常数的妙用

宇宙源于大爆炸，至今138亿年的年龄，那么这个宇宙年龄是如何计算的？

不断膨胀的宇宙，充满了星系和我们目前观察到的复杂结构，源于一个更小、更热、更致密、更均匀的状态。我们需要成千上万的科学家来为我们实现这样一个状态而努力，但对扩张速度缺乏共识实际上告诉我们，无论哪里出了问题，我们都有未知的错误，或者一场新的科学革命即将到来。乍一看，你可能会认为宇宙的膨胀速度与宇宙的年龄有关。

毕竟，如果我们回到大爆炸的时刻，我们知道宇宙正从这种致密状态迅速膨胀，我们知道它在膨胀时必须冷却和减速。自从大爆炸以来的时间和它的组成决定了宇宙今天应该膨胀的速度。如果它比我们之前怀疑的增长了9%，那么宇宙可能比我们预期的年轻9%。这是应用于问题的天真和不正确的推理，但是宇宙不是那么简单。

目前，宇宙的年龄是由哈勃常数计算的，即宇宙的膨胀速度。但是哈勃常数是通过几种方法获得的。目前，主要有三种方法提到。归根结底，是求解宇宙时间尺度因子的一阶微分方程。首先是宇宙距离阶梯红移。宇宙的膨胀速度可以通过计算一定数量的遥远星系来确定。首先，遥远星系的距离可以根据Ia型超新星来确定，然后回归速度可以根据其光谱的红移来计算。第二种是基于宇宙微波背景辐射。

这是大爆炸的活化石，它不仅记录了138亿年前宇宙的创造，还记录了一些宇宙膨胀的信息，当然包括哈勃常数的信息。由于早期宇宙物质的轻微密度扰动，这种微小扰动可以记录在宇宙微波背景辐射谱中，宇宙膨胀速率可以通过理论计算来确定。其中，由宇宙阶梯红移测得的哈勃常数为73.45±1.66km/s/Mpc，由宇宙微波背景辐射测得的哈勃常数为67.3±1.4km/s/Mpc，由双星结合引力波测得的哈勃常数为70.0±12km/s/Mpc。引力波测量结果介于两个结果之间，但误差较大，超出了其他两个结果的综合误差。

这是因为这是一个孤立的天文事件，无论是距离的测量还是光谱多普勒红移的估计都不是很准确。但是大致上宇宙的年龄几近无差。