宇宙现在的可观测直径达到了930亿光年,但是谁能想象的到当初的宇宙是来自一个密度无限大,热量无限大,温度无限高,压力无限大,时空曲率无限大,体积无限小的“奇点”。到目前宇宙的年龄是138亿岁。
第一批恒星的年龄大约是在宇宙出现后的4亿年,但是由于第一批恒星不含重元素,而且质量巨大,所以寿命很短。后来测定了一颗年龄相对古老的恒星,估算年龄大约在130-139亿岁,这颗恒星含有少量的重元素,所以不是宇宙的第一批恒星,那表明宇宙的年龄肯定要比这颗恒星的年龄大上4亿岁以上,这就估算出宇宙的年龄大约是135亿岁。
当然,这只是估算,随着人类的发展,较为准确的测量是根据哈勃常数结合ΛCDM模型来计算宇宙年龄的。哈勃定律中,星系的退行速度V和星系与银河系的距离D成正比例关系:v=H0·D(H0表示哈勃常数,哈勃常数也就是宇宙膨胀速度为67.8公里/秒/百万秒差距)。
然后只要测出了两个星系间的退行速度和距离,随之就会推算出大爆炸之后两个星系分开之后的时间,这个时间就是宇宙的年龄,再结合Λ-CDM模型也就是弗里德曼方程,先测量出公式中的各项参数,最后得出宇宙的年龄是138亿岁。
目前可观测宇宙的直径达到了930亿光年,宇宙直径也叫哈勃体积。现在宇宙的可观测规模约为直径930亿光年,这是以地球为中心来计算的。宇宙可观测直径是通过共动(共同运动)距离得出来的,是宇宙膨胀导致的,然后根据宇宙微波背景辐射的红移量求出来的。
说到这里,肯定有很多人有个疑问,那就是宇宙的年龄就才138亿岁,那为什么可观测宇宙直径却达到了930亿光年?
目前对于宇宙起源的理论是大爆炸理论,哈勃确定了宇宙空间处于膨胀,之后宇宙膨胀才变成主流理论。宇宙大爆炸之后,空间迅就速的膨胀起来,这种膨胀效应一直持续到今天。
在45亿年前,膨胀不仅没有减速,反而开始加速膨胀。膨胀实际上不是指物质、信息、能量的运动速度,而是空间在动。就是说星系退行并不是星系在动只是星系之间的距离在变大。在爱因斯坦的相对论中,真空中的光速是宇宙中物体运动速度的极限,任何有静止质量的物体不会超越光速,对于空间本身却没有限制,所以空间的膨胀速度却没有违反相对论。
宇宙的年龄只有138亿岁,但是可观测直径达到了930亿光年,这只说明了一个道理那就是:
我们的宇宙一直在以超光速膨胀。而且宇宙的可观测直径与宇宙的年龄和空间膨胀都是有关系的,时间*膨胀速度=直径,这就很好的解释了宇宙的年龄是138亿岁,为何宇宙的可观测直径就达到了920亿光年。