宇宙の年齢:138 億年を明らかにする

科学者たちは、「宇宙は何歳ですか?」という質問に対する答えを目指しています。宇宙の年齢は約138 億歳です。 、推定値には 1% の誤差があります。高い確実性は、さまざまな方法を使用して作成された推定値を比較することで得られます。

• 宇宙の年齢は約 138 億年で、誤差は 1%、つまり約±1 億年です。
• 最古の星の年齢とビッグバン以降の宇宙の膨張の比較からの年齢の推定
• 膨張率はハッブル定数です。科学者がその値を改良するにつれて、宇宙の正確な年齢の解明に近づくことができます。

宇宙の年齢はどのようにしてわかるのでしょうか?

宇宙の年齢を知るには主に 2 つの方法があります。 1 つ目は、最古の星を見つけて、星の形成についてわかっていることを逆算して年齢を推定することです。 2 番目の方法では、宇宙の膨張に基づいて、ビッグバンからの宇宙の成長を追跡します。

最古のスター

どちらの方法も複雑です。最古の星を見つけるのは難しい仕事です。最初の星は水素とヘリウムだけから形成され、核融合によって新しい元素が作られました。巨大だったので非常に明るく燃えましたが、すぐに燃え尽きてしまいました。そこで科学者たちは、これらの明るい青い星がもう存在しない球状星団を調べています。最古の球状星団には、年齢が 110 億歳から 140 億歳の間の星が含まれています。クラスターまでの距離を正確に特定するのは難しいため、推定値には多少の誤差が生じます。距離は、質量と年齢を計算する際の重要な要素である見かけの明るさに影響します。いずれにせよ、宇宙は最古の星より若いことはありえないため、これらの測定結果は宇宙の最小年齢を示します。

宇宙の膨張

科学者は、ハッブル定数と呼ばれる宇宙の膨張率を使用して宇宙の年齢を推定します。ハッブル定数の名前は、天文学者エドウィン ハッブルにちなんで付けられています。ハッブルの法則によれば、物体の距離と遠ざかる速度の間には相関関係があるとされています。したがって、物体の移動距離と、ビッグバンの起源からの距離がわかれば、宇宙の年齢がわかります。

天文学者は、宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) 測定と局所距離測定という 2 つの異なる方法を使用してハッブル定数を決定します。 CMB はビッグバンの残光であり、誕生からわずか 38 万年前の宇宙のスナップショットを提供します。 CMB を分析することで、科学者は宇宙の膨張率を推測します。これは、よりグローバルな測定値です。

一方、局所測定には、超新星やセファイド変光星のような天体の観測が含まれます。これらの物体は宇宙の距離マーカーとして機能します。局所的な測定は膨張率の直接的な推定値を提供しますが、それは近くの宇宙に限定されます。結局のところ、宇宙の膨張速度は一定ではないため、研究者は宇宙の年齢を推定するために CMB と局所測定を組み合わせています。

宇宙の年齢を洗練する

科学者たちは現在、宇宙の年齢を高い確実性で知っています。ウィルキンソン マイクロ波異方性探査機 (WMAP) プロジェクト、プランク宇宙天文台、アタカマ宇宙望遠鏡 (ACT) はすべて、宇宙の年齢を決定する上で重要な役割を果たしてきました。 2001 年に打ち上げられた WMAP は、CMB の温度変動の高解像度測定を提供し、科学者が宇宙の年齢を 137 億 7 千万年と推定できるようになりました。

2009 年に打ち上げられたプランク宇宙天文台は、CMB のさらに正確な測定を提供することで WMAP の成功に基づいて構築されました。プランクのデータにより宇宙の年齢が修正され、年齢は 138 億 2,000 万歳とされました。

チリのアンデス山脈にあるアタカマ宇宙望遠鏡は、CMB の偏光の研究に貢献してきました。アタカマのデータは、WMAP とプランクのミッションを裏付けており、宇宙の年齢は約 138 億年であることがわかります。

ビッグバンの前には何が起こったのでしょうか?

宇宙の年齢を測定すると、ビッグバンからどれくらい時間が経ったかという疑問が解けます。しかし、宇宙は無限のサイクルの一部として特異点まで膨張および収縮し、ビッグバンを形成した可能性があります。あるいは、宇宙の巨大な泡のように、私たちの宇宙から遠く離れた別の宇宙があるかもしれません。どちらかの理論が真実であれば、「時の始まり」（存在する場合）は宇宙の年齢よりはるかに古いことになります。

参考文献

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