137.7億年，宇宙年齡再一次被確認，宇宙大爆炸理論更牢固了
雖然你可能不相信，但我們的宇宙確實極有可能產生於一次大爆炸。甚至還有你可能更不相信的事，那就是科學家連大爆炸發生的時間都推測得十分精確，儘管我們不可能親眼見證那一段歷史。
在眾多解釋宇宙誕生的理論中，以大爆炸理論最為著名，也最牢固，科學家已經找到了不止一個證據能夠證明這個理論。這些證據告訴我們，雖然聽起來可能有點荒謬，但宇宙極有可能就是通過這樣的方式誕生的。
宇宙微波背景輻射大爆炸宇宙論認為，大約在138億年前，我們的宇宙從一個擁有極大能量卻沒有任何體積的奇點爆發出來的。在大爆炸的瞬間，宇宙溫度高達1.4億億億億攝氏度。在接下來的很長時間裡，宇宙的溫度都相當高，以至於整個宇宙連質子和中子都無法形成，它們的基本組成粒子誇克混沌地分佈在宇宙空間，形成了一種叫做誇克湯的結構。
在混沌的宇宙中，連光子都無法自由移動。當時的宇宙還不夠大，物質過於密集，所以光子飛不了多遠就會一頭紮在物質中。那個時候，整個宇宙都是黑暗的。
直到大爆炸的38萬年後，宇宙物質密度相對沒那麼高，質子和中子也已經結合成為氫或氦了，
直到今天，CMB依然充斥在整個宇宙中，能夠被我們觀測到，因此被稱為大爆炸的餘暉。通過CMB，科學家們瞭解了大量關於宇宙大爆炸和早期宇宙演化的資訊。
CMB法測量宇宙年齡（圖片說明：宇宙微波背景輻射）
在早期的宇宙中，整個宇宙內的密度和溫度並不是完全均勻分佈的，而是會有一定的波動。而隨著宇宙不斷的膨脹，這個波動的尺度就越來越大。因此，通過對CMB波動的觀測，我們就能夠瞭解宇宙是如何膨脹的。
平均來說，這個波動的尺度范圍大約是10億光年。通過這個資料，科學家們可以計算出宇宙膨脹的速度參數——哈勃常數，其結果大約是67.2-68.1公里/秒/百萬秒差距。
也就是說，一個天體和我們之間的距離每增加100萬秒差距（326萬光年），它遠離我們的速度就要增加六十多公里每秒。距離越遠的地方，
這個理論看起來是沒什麼問題的，但科學是嚴謹的，我們不可能僅僅通過一個方法得出的資料就草草下結論。想要證明一個理論或是一個可靠的結果，是需要從不同的方面進行驗證的。
超新星測量法想要測量哈勃常數，
對於那些銀河外星系，有一種測量方法很管用，那就是Ia型超新星。通過這種天體，我們就能夠測量銀河外星系的距離。然後，通過各個距離上的星系退行速度，計算出其變化梯度，就能夠得到哈勃常數。
（圖片說明：Ia型超新星示意圖）
科學家們寄希望於不同的方法能夠相互印證，但尷尬的是，利用這個方法計算出來的哈勃常數要比利用CMB測出的資料大一些，這意味著宇宙膨脹的速度比上一種情況更快。換句話說，宇宙膨脹到今天這麼巨大所需的時間比上一種理論更短，也就是宇宙要更年輕一些。
兩種方法得到了兩個宇宙膨脹速度的資料，也得到了兩種不同的宇宙年齡，到底誰對誰錯呢？
偏振光測量法最近，一項新的研究或許可以幫助我們解決這個爭端。利用位於智利北部的阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT），科學家們再一次測算了宇宙的年齡。
說起來，ACT也是利用CMB來測算宇宙年齡，但是和以往的方法又有所不同。以往科學家都是利用普朗克衛星這樣的天基望遠鏡在太空的優質環境下測量宇宙的溫度波動。而ACT則是地基望遠鏡，憑藉著安第斯山脈的絕佳地理環境和相對乾燥的氣候條件優勢，對宇宙中的一些偏振光進行觀測。
（圖片說明：宇宙微波背景輻射偏振光的產生）
前面我們介紹過，在大爆炸的38萬年後，隨著中性氫和氦的出現，宇宙中的光子終於能夠自由穿行，發出了宇宙黑暗時代之前的最後一道光。當這些光經過一些物質發生散射之後，就會引起偏振的現象。所謂的偏振，大家可以粗略理解為對電磁波振動方向的一種篩選。
目前我們能看到的CMB全都是偏振光，通過這些偏振光的方向，我們也可以瞭解早期宇宙的膨脹歷程。接下來的步驟就和普朗克衛星的方法類似的，通過測量均勻偏振區域的大小，就能夠計算宇宙的年齡。
137.7億年（圖片說明：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡）
正是通過這個方法，以及ACT的強大觀測能力，科學家們以前所未有的精度計算出了宇宙的年齡和膨脹速度。他們的結果表明，哈勃常數在66.4至69.4公里/秒/百萬秒差距之間。通過哈勃常數可以推導出，我們的宇宙年齡大約為137.7億年。
這個結果和普朗克衛星得到的資料相同，令科學家們非常興奮，因為這意味著這兩個結果很可能就代表了正確答案。雖然兩種方法都是與CMB相關，但是其實用的是兩種不同的方法，是可以互相驗證的。
這樣看來，利用Ia型超新星計算星系距離來推導宇宙年齡的方法可能有些問題，但問題出現在哪了呢？
此前我們也發文介紹過，目前世界上還是有一些科學家質疑Ia型超新星能不能精確測量天體距離了。不過，這樣的質疑力度還是很有限的，這個方法現在看起來仍然比較可靠。那麼，是不是其他方面出問題了呢？
總之，即使這一次得到了精確的結果，也不代表宇宙年齡的問題得到了最終的解決。科學家們仍然需要從更多的角度來計算宇宙年齡，並且找到錯誤結果的原因，才算是解決了這個問題。或者，宇宙大爆炸理論未來也可能會遭受質疑，誰知道呢……
對宇宙中的一些偏振光進行觀測。（圖片說明：宇宙微波背景輻射偏振光的產生）
前面我們介紹過，在大爆炸的38萬年後，隨著中性氫和氦的出現，宇宙中的光子終於能夠自由穿行，發出了宇宙黑暗時代之前的最後一道光。當這些光經過一些物質發生散射之後，就會引起偏振的現象。所謂的偏振，大家可以粗略理解為對電磁波振動方向的一種篩選。
目前我們能看到的CMB全都是偏振光，通過這些偏振光的方向，我們也可以瞭解早期宇宙的膨脹歷程。接下來的步驟就和普朗克衛星的方法類似的，通過測量均勻偏振區域的大小，就能夠計算宇宙的年齡。
137.7億年（圖片說明：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡）
正是通過這個方法，以及ACT的強大觀測能力，科學家們以前所未有的精度計算出了宇宙的年齡和膨脹速度。他們的結果表明，哈勃常數在66.4至69.4公里/秒/百萬秒差距之間。通過哈勃常數可以推導出，我們的宇宙年齡大約為137.7億年。
這個結果和普朗克衛星得到的資料相同，令科學家們非常興奮，因為這意味著這兩個結果很可能就代表了正確答案。雖然兩種方法都是與CMB相關，但是其實用的是兩種不同的方法，是可以互相驗證的。
這樣看來，利用Ia型超新星計算星系距離來推導宇宙年齡的方法可能有些問題，但問題出現在哪了呢？
此前我們也發文介紹過，目前世界上還是有一些科學家質疑Ia型超新星能不能精確測量天體距離了。不過，這樣的質疑力度還是很有限的，這個方法現在看起來仍然比較可靠。那麼，是不是其他方面出問題了呢？
總之，即使這一次得到了精確的結果，也不代表宇宙年齡的問題得到了最終的解決。科學家們仍然需要從更多的角度來計算宇宙年齡，並且找到錯誤結果的原因，才算是解決了這個問題。或者，宇宙大爆炸理論未來也可能會遭受質疑，誰知道呢……