宇宙基础知识（2）
胡经国
、宇宙年龄年龄定义
宇宙年龄（AgeofUniverse）宇宙从某个特定时刻到现在时间间隔。在通常的宇宙模型里，宇宙年龄指宇宙标度因子为零起到现在时刻的时间间隔。
宇宙标度因子是一个表征（但并不直接代表）宇宙大小的量，通常记作R(t)，显然它是随着时间变化的，同时它也是一个不可测量的量。在宇宙学中，哈勃常数是R(t)的函数，换句话说，哈勃常数是随着时间变化的。哈勃定律中河外星系退行速度距离的比值是一个常数用H表示单位是千米/（秒·百万秒差距）一般认为H值应在50～75之间
在相对论宇宙学中哈勃常数可以与宇宙标度因子R(t)联系起来H=(t)/R(t)。在某些宇宙学中哈勃常数是时间的函数通常用H表示哈勃常数的现代值并把H称为哈勃参量。哈勃年龄通常，哈勃年龄为宇宙年龄的上限，可以作为宇宙年龄的某种度量。
一些人不愿透露自己的年龄，宇宙似乎也是如此。在哈勃望远镜发射升空前，天文学家为测定宇宙年龄已经苦苦努力了很多年。他们用确定宇宙膨胀率的方式测定宇宙年龄。膨胀率这个值被称之为哈勃常数。由于哈勃常数具有很高的不确定性，天文学家最后计算出的宇宙年龄并不精确，在100200亿年之间。（HubbleSpaceTelescope，HST）哈勃望远镜是以天文学家爱德温·哈勃名的位置在地球大气层之上，因此地基望远镜所没有的好处影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。它已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本的问题，对天文物理有更多的认识。哈勃超深空视场是天文学家曾获得的最深入最敏锐的光学影像。
哈勃望远镜属于美国航空航天局（NASA）与欧洲航天局（ESA）的合作项目其主要目标是建立一个能长期在太空中进行观测的轨道天文台。
1990年4月25日，由美国的航天飞机送上太空轨道的哈勃望远镜长13.3米，直径4.3米，重11.6吨，造价近30亿美元。它以2.8万公里的时速沿太空轨道运行，清晰度是地面天文望远镜的10倍以上。同时，由于没有大气湍流的干扰，它所获得的图像和光谱具有极高的稳定性和可重复性。
哈勃望远镜帮助科学家对宇宙的研究有了更深的了解。然而，由于美国航空航天局将哈勃SM4确定为最后一次维修任务，因此，哈勃的退役在即它新的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将发射升空，并逐步接替哈勃太空望远镜的工作。哈勃的一项重任就是帮助天文学家测定宇宙的准确年龄。通过计算数十颗被称之为造父变星的脉动变星亮度，望远镜帮助天文学家完成了测定宇宙年龄的目标。脉动变星的亮度是太阳的1000倍。在得出它们的亮度之后，天文学家又计算出这些恒星与地球之间的距离。通过这种研究以及其他相关分析，天文学家确定了更为精确的哈勃常数以及宇宙年龄，精确度达到5%左右。根据他们的计算，宇宙年龄应该在137.5亿年左右。年龄
引力透镜效应是阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象由于时空在大质量天体附近会发生畸变，使光线在大质量天体附近发生弯曲（光线沿弯曲空间的短程线传播）。如果在观测者到光源的视线上有一个大质量的前景天体在光源的两侧会形成两个像就好像有一面透镜放在观测者和之间一样这种现象称之为引力透镜效应。
在有些情况下，起引力透镜作用的天体是一个星系使用整个星系作为透镜观看其星系对光的弯曲作用能产生类星体或其星系等更遥远天体的多重像。有些天文学家认为，多达2/3的已知类星体可能由于引力透镜效应而增加了亮度。研究引力透镜对遥远类星体光线的影响，有助于解决关于宇宙年龄和宇宙当前膨胀速率的争论。
当银河系中一个暗天体正好在一较远恒星（如麦哲伦星云中的一颗恒星）前经过时，使得它的像短暂增亮，就是较小规模的引力透镜效应。单个恒星造成的这种引力透镜，有时被称为微透镜（Microlensing）。1979年，天文学家观测到，类星体Q0597+561发出的光在它前方的一个星系的引力作用下弯曲，形成了一个一模一样的类星体的像。这就是第一次观察到的引力透镜效应。1993年，天文学家利用微透镜效应观测到银河系中存在一种暗物质（DarkMatter），称（MassiveCompactHaloObjects，MACHOs）。
研究人员使用测量了宇宙的体积大小和年龄，以及它如何快速膨胀。这项测量证实了哈勃常数的实用性它指示出了宇宙的体积大小，证实宇宙的年龄为137.5亿年。
研究小组使用引力透镜技术测量了从明亮活动星系释放的光线沿着不同路径传播至地球的距离通过每个路径的传播时间和有效速度，研究人员推断出星系的距离，同时可分析出它们膨胀扩张至宇宙范围的详细情况。
科学家经常很难识别宇宙中遥远星系释放的明亮光源和近距离昏暗光源之间的差异引力透镜回避了这一问题，能够提供远方光线传播的多样化线索。这些测量信息使研究人员可以测定宇宙的体积大小，并且天体物理学家可以用哈勃常数进行表达。
KIPAC研究员菲尔马歇尔PhilMarshall）说：“长期以来我们知道透镜能够对哈勃常数进行物理性测量。”当前引力透镜可以获得非常精确的测量结果它可以作为一种长期确定的工具提供哈勃常数均等化精确测量，比如：观测超新星和宇宙微波背景。他指出，引力透镜可作为天体物理学家的一种最佳测量工具测定宇宙的年龄。
根据现在的认识，超新星爆发事件就是一颗大质量恒星的暴死。对于大质量的恒星，如质量相当于太阳质量820倍的恒星，由于质量巨大，在它们演化的后期星核和星壳彻底分离的时候，往往伴随着一次超级规模的大爆炸。这种“爆炸”就超新星爆发。现已证明，1572年和1604年的新星都属于超新星。在银河系和许多河外星系中都已经观测到了超新星，总数达到数百颗。可是在历史上，人们用肉眼直接观测到并记录下来的超新星却只有6颗。宇宙时间表宇宙于150亿年前一次大爆炸中。大爆炸后30万年，最初的物质涟漪出现。大爆炸后20～30亿年，类星体逐渐形成。大爆炸后100亿年，太阳诞生。38亿年前地球上的生命开始逐渐演化。
2010年月日
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