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宇宙年龄的测量与密度计量方法

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:为什么要用“时钟”来计量宇宙的年龄?为什么宇宙的密度要采用在1立方米中的原子数目来计量呢?依照它自身的标准,宇宙已处于老年。我们的宇宙在极大数量的普朗克时间里一直设法维持不断地膨胀。后面我们将会看到,宇宙学家认为他们了解这事是怎么发生的。然而尽管在普朗克时间的“滴答”声中,宇宙有极大的年龄,我们已经认识到几乎全部时间都是为产生恒星和支持生命的化学元素所必需的。

宇宙年龄的测量与密度计量方法

人类有四个年代:少年、青年、中年和老年。

——无名氏

当我们考虑宇宙的年龄和大小时,我们一般会采用像年、千米或光年来计量时间和空间。如同我们已经看到的那样,这些计量是极其具有人体特征的。为什么要用“时钟”来计量宇宙的年龄?时钟用“滴答”声报告我们这颗行星沿着环绕它的母恒星太阳轨道转完一圈的时间。为什么宇宙的密度要采用在1立方米中的原子数目来计量呢?对这些问题的答案当然是相同的:因为它方便,而且我们始终是这样做的。然而有一种情况特别适合于使用质量、长度和时间的“自然的”单位,斯托尼和普朗克引入的这些自然单位帮助我们摆脱以人类为中心的观点的约束。

如果我们选用普朗克的单位,我们就可看到

可视宇宙的现有年龄≈1060普朗克时间

可视宇宙的尺寸同样巨大:

可视宇宙的现有大小≈1060普朗克长度

其质量也如此大:(www.xing528.com)

可视宇宙的现有质量≈1060普朗克质量

因此,我们看到宇宙中的物质密度之所以很低是反映了这样的事实:

可视宇宙的现有密度≈10-120普朗克密度

而空间的温度处于绝对温度之上3度,即

可视宇宙的现有温度≈10-30普朗克温度

这些极其庞大的数字和极微小的分数直接向我们表明,宇宙是在衡量了其自身的结构以惊人的比例按照超人类的尺度构建起来的。依照它自身的标准,宇宙已处于老年。受引力、相对论量子力学支配的世界自然寿命(的单位)是飞快短暂的普朗克时间。我们的宇宙在极大数量的普朗克时间里一直设法维持不断地膨胀。它似乎比它应有的年龄老得多。后面我们将会看到,宇宙学家认为他们了解这事是怎么发生的。然而尽管在普朗克时间的“滴答”声中,宇宙有极大的年龄,我们已经认识到几乎全部时间都是为产生恒星和支持生命的化学元素所必需的。

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