🕺🏽 🕌 🚡 问伊桑41号：与宇宙遥相呼应的约会 🚓 🥈 👛

读者问：

我曾经参加过一次有关120亿年超新星的对话，当我回答“如何知道它的年龄？”这个问题时，我说这是由于光速和传播一定距离所花费的时间。但是，如果我们在宇宙的另一部分呢？那我们怎么知道这个超新星的年龄呢？然后他会不会有所不同？

当然，光速是有限的，这个事实可以告诉我们很多有关宇宙中某些遥远物体的信息。

这是夜空中最亮的星星：天狼星。它位于离我们8.6光年的距离处-也就是说，目前从它到我们的光是8.6年前由它发出的。这也意味着，如果Sirius地区的某人可以看到我们，那么他将看到8.6年前的地球。

只需确定我们所看到的恒星发出的光的年龄即可。我们测量到恒星的距离，并且知道光速，我们可以计算时间。对于宇宙中的任何两个点，在它们之间通过光时彼此之间保持大致相同的距离，这是正确的。

您还可以计算到不同对象的距离，知道它们是如何排列和工作的。例如，某些类型的恒星会随着时间改变亮度，并且亮度变化的周期与其观测到的亮度之间存在密切的关系。

如果您可以测量将恒星的光度从明亮变为暗，反之亦然所需的时间，并且可以确定给定恒星的类别和类型，那么您就可以知道距我们有多远。

该方法适用于测量星团和距离不太远的星系的距离。之后，关于星系各种性质（旋转，表面亮度波动，速度扩散）的相互关系的其他细节，使我们能够计算到更遥远的宇宙物体的距离。

除其他外，我们可以使用超新星（特别是众所周知的具有标准亮度的Ia型超新星）来非常精确地测量到宇宙最远部分的距离。即使它们在数十亿年前爆炸了。

但是，存在一个简单的方法来测量到物体的距离，并试图以与我们使用的相同方法（例如，在Sirius的情况下）来计算经过时间的问题。问题是这样的：大多数宇宙与地球之间的距离并不相同，甚至近似。宇宙在膨胀！

空间本身正在扩展-随着时间的推移，彼此之间没有重力关系的物体会相互远离。当然，这使任务变得复杂，几乎在整个20世纪，它都对确定我们对过去的展望造成了严重障碍。毕竟，我们不能只考虑一个遥远的星系，测量到它的距离，然后立即发现：

她放开灯，她离我们有多远
她已经离我们多远了
光遮住这个距离花了多长时间

为此，您需要获得的信息比当前对象的简单当前距离要多。

更确切地说，有两个事实。首先，您需要了解宇宙膨胀的全部历史记录，即光离开遥远物体时的膨胀速度，我们接收到该光时的膨胀速度以及这两个事件之间的膨胀速度。

听起来复杂吗？实际上，一切都更简单。爱因斯坦的广义相对论，关于引力，根本没有给我们太多选择。如果我们能够测量当前的膨胀率（自1920年代以来就能够做到），并且能够计算出宇宙的当前能量含量，那么我们就可以从大爆炸中计算出宇宙膨胀的整个历史。

还有第二个事实？我们需要测量从物体射到我们身上的光的红移程度。随着宇宙结构的扩展，光的波长也会拉伸，并且光会变红。但是，由于已知所有光都会发生红移，并且我们知道原子，恒星和光的行为，因此我们只能进行适当的测量并找出来自遥远物体的光是如何发生红移的。

就是这样。到物体的距离可以通过各种方法来测量。距超新星的距离通过其光曲线和红移来计算（对于超新星，通过光谱分析）。

我们考虑了这两个事实，加上众所周知的宇宙膨胀历史，并获得了从初始光子发射到到达它所需要的时间。

这就是我们找出宇宙中该事件发生了多长时间的方式。因为我们知道自大爆炸以来已经过去了138.2亿年，所以我们可以计算出当我们感兴趣的任何物体发出光时的宇宙年龄。

问伊桑41号：与宇宙遥相呼应的约会

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