“宇宙从何而来，创世自何而始?”这是古今中外的人们都非常感兴趣的一个问题。
神学认为天地是上帝在七天之中创造出来的。中世纪一位犹太学者推测，上帝创造天地的时问是公元前3760年；l658年英国圣公会的厄谢尔“算出”刨世的时间是公元前4004年。这些都是神创论的无稽之谈。在西方文化传统中，几乎找不到宇宙膨胀的痕迹，而我国古代却不乏天地膨胀的思想。譬如，三国时代的徐整在《兰五历纪》中就记载了盘古开天辟地的传说：天地浑沌如鸡子，盘古生其中。万八千岁，天地开辟，阳清为天，阴浊为地。盘古在其中，一日九变。神于天，圣于地。天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈。如此万八千岁，天数极高，地数极深，盘古极长。故天去地九万里。
这段生动的文字对宇宙膨胀不仅作了定性描述，而且还作了定量描述。更可贵的是，它排斥了上帝的作用，认为天地是自然本身形成的。但是像大爆炸宇宙学没有告诉我们原始火球从何而来一样，这段故事也没交待孕育盘古的原始蛋状物是怎么来的。传说毕竟是传说，我们无法作进一步的推测，只好付之阙如。
那么宇宙到底有多大年纪呢?今天，随着科学技术的进步，人们对宇宙的认识不断深化，积累了越来越多的观测资料和实验数据，建立了各种宇宙模型，形成了放射性、球状星团和哈勃常数三种测定宇宙年龄的方法。
放射性同位素测定法
大家都知道，地球的年龄大约是46亿年。这个数值是怎样推算的呢?大致说来，它是利用放射性同位素发生的自然衰变，由衰变减少的情况，推测其母体同位素的生成年龄。放射性同位素只有在特别激烈的环境中才能生成，所以一旦被禁闭在岩石中就只有衰变了。通过测定母体同位素和由其衰变而形成的子体同位素之间的量比，测定具有两种以上不同的衰变率的同位素的量比，便可以确定含有这些同位素的岩石的年代。
地质学家和地球化学家可以从岩石里铀和铅的含量直接计算出岩石的年龄。铀是一种制造原子弹的金属元素，其原子能自行分裂，衰变成一个铅原子和一个氦原子，它的特点是分裂变化的速度非常稳定，不受外界的影响。
铀在天然元素中是最重的一种，绝大多数铀原子的重量是氢原子重量的238倍，化学家把它们称为铀238；少许铀原子是氢的235倍，称为铀235。铀238产生的铅原子是氢原子重量的206倍，称为铅206；铀235产生的铅原子是氢原子重量的207倍，为铅207。
在地球岩石中，铀238和铀235，以及铅206和铅207是共存的。科学家根据其含量，利用两种铀元素的衰变周期的比例关系加以计算．便可知道地球岩石的年龄。
目前人们找到的地球上最古老岩石的年龄是37亿岁。但我们知道，地球曾经历过一段表面处于熔融状态的时期，所以地球的年龄绝不止于此。天文学家认为整个太阳系是由同一个原始星云形成的，现在测得的陨石和月岩的年龄为46亿年，这似乎更接近地球的年龄。用同位索含量定出的太阳系年龄上限为54±4亿年，宇宙年龄为120亿年。
球状星团测定法
另一个被广泛应用的方法，是从恒星演化的情况来求恒星的年龄．从最古老的恒星年龄推算宇宙的年龄。
在远离银道面但又靠近钕心的空问，分布着由成千上万颗、甚至几十万颗恒星密集而成的集团．因为呈球对称状或接近球对称状而得名球状星团。在银河系中约有500个球状星团，已经确认的有l00多个。根据球状星团中恒星元素的测定，它们是银阿系中形成最早的第一代恒星．如果同一个球状星团的所有恒星具有相同的化学纽成和年龄，仅是质量不同，州这些恒星位于赫罗圈的一条轨迹上，这条轨迹的形状仅仅依赣于年龄和初始化学组成，把恒星演化方程的计算机解与观测到的大量球状照团的赫罗图中的恒星密度作比较，推算出球状星团的年龄为80～180亿年．显然，字宙必须比量古老的恒星年龄更大，所以，这一年龄标志着宇宙年龄的下限。
值得洼意的是．在有的里系中发现了年老的和年轻两种球状星团，这对于球状星团和恒星演化的理论可能是个重要的挑战。目前，天文学家正在寻找进一步的证据．
略勃常数稠定法
确定宇宙年龄的第三种方法是逆推宇宙膨胀的过程，计算从宇宙初期扩展为今天的程度，究竟需要多少时间。为此要测定现在的宇宙膨胀速度，也就是测定哈勃常数。和上面介绍过的两种方法一样，用哈勃常数测定宇宙的年龄也含有观测的难度和理论的前提。
大尺度空间随时问膨胀的概念．是比利时天文学家勒梅特在1927年提出来的。l929年，美国天文学家哈勃发现河外星系退行速度与距离成正比的关系。l930年，英国天文学家爱丁顿随即提出了膨胀宇宙的假说。在发现了太阳的巨大能源来自热核反应后，l948年，美国物理学家伽莫夫把宇宙膨胀论和基本粒子的运动结台起来，提出了大爆炸宇宙学。l977年，“高能天文台l号”卫星发现了可能在鸿蒙初辟时就弥漫在整个空问的、几乎是各向同性的宇宙x射线背景辐射。这个发现使人们关于字宙历史及其性质的观念产生了革命，使原先地位平平的大爆炸宇宙学，一下子成为我们时代最有影响的宇宙模型。
按照标准的热火爆炸宇宙模型，宇宙起源于一次充满整个空问的惊人的大爆炸，每一质点以近乎光速的速度相对于相邻质点飞驰而去，在最初的百万年里，物质均匀分布着，但终于成团或逐渐形成星系。今天我们生活在其中的一个星系内，并且发现各个星系仍在相互退行。现代宇宙学中所说的年龄，就是以这一原始大爆炸为起点的。
不管是爱丁顿的膨胀假说．还是伽莫夫的大爆炸宇宙学，他们的重要观测基础都是哈勃定律。哈勃定律开创了观测宇宙学，为现代宙学的发展奠定了基石。
早在1914年，美国天文学家斯里弗就曾发现，在他所观测的15个星系中，有l3个在以每秒数百公里的速度离开我们，后来发现除少数几个最近的星系外，所有星系都在离开我们而去。l929年，哈勃根据观测，发现河外星系的视向退行速度V与距离D成正比，即距离越远的星系，离开我们的速度越快，建立了这样一条定律：
V=KD
并给出了比值K=500。后来人们为了纪念他，称这一比值为哈勃常数，并改用符号H，单位是公里／秒·百万秒差距。
哈勃定律中的速度和距离不是直接可以观测的量，真正来自观测，没有掺进任何假设的量是红移一视星等关系。在此基础上再加上一系列假设，才可以得到速度～视星等关系和速度一距离关系。
1931年，哈勃和哈马逊把哈勃常数订正为528，后又改为526。哈勃定H值时，应用了造父变星和星系中的最亮星来标定距离。l952年，巴德指出，仙女星系中造父变星的星等零点应变动1．5星等，将哈勃常数修订为H=260。1958年，桑德奇指出，哈勃所说的最亮星实际上位于电离氢区，因此要再加上l．8等的星等改进，将哈勃常数降低为H=75。1974一l976年，桑德奇和塔桑又用7种距离指标的方法重新测定哈勃常教，得H=55。尽管对哈勃常数屡加修正，但哈勃定律所表明的那种关系的正确性始终得到了公认。
按照标准的大爆炸理论，如果物体是均匀膨胀的，而彼此间又没有引力等相互作用，那么，H的倒数就直接给出了宙年龄。若取H=50公里／秒·百万秒差距，则宇宙的年龄为200亿年。
如此看来，宇宙的年龄确实大于银河系最古老的球状星团的年龄，但由于物质间的相互作用，宇宙膨胀不可能是均匀的，这只能是宇宙年龄的上限。另外，H是否是一个常数，它与我们所观测的星系的方向有无关系等，都需要进一步研究。
看来，要想得到确切的宇宙年龄，还有大量的事要做，一方面要确立正确的宇宙模型，另一方面还要提高对天体距离测量的精度。由于天体距离十分遥远，现在人们必须分成许多距离的阶梯，一级一级地放大测量，按照这种测量方法，阶梯每加一层，误差就增大很多。宇宙膨胀只是在相当大的尺度内才显现出来，而在小的尺度上，可能根本不膨胀。
原作：李芝萍
http://www.wlsyw.com 整理：占礼葵
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