韦伯望远镜让我们重新认识宇宙：宇宙有267亿年历史
宇宙的年龄是一个让人着迷的问题，也是一个充满争议的话题。自从20世纪初，爱因斯坦提出了广义相对论，哈勃发现了宇宙膨胀的证据，科学家们就开始了对宇宙历史的探索。经过近一个世纪的研究和观测，目前普遍认为宇宙是在大约137亿年前由一次大爆炸开始的，这就是著名的大爆炸理论。然而，最近有一些天文学家提出了一个令人震惊的假设，他们认为宇宙可能比我们想象的要老得多，甚至有267亿年的历史。这个假设是基于美国国家航空航天局于2021年12月25日成功发射的韦伯望远镜在过去一年里收集到的大量数据，尤其是关于远古星系的数据。韦伯望远镜是目前最先进的太空望远镜，它可以观测到比哈勃望远镜更深更暗的宇宙区域，揭示宇宙最早期的秘密。那么，这个假设有多可信呢？我们是否真的需要改写教科书上关于宇宙年龄的内容呢？本期内容将为你介绍韦伯望远镜观测结果的背景和意义，分析这个假设的依据和问题，以及探讨这个话题对我们理解宇宙和自身的影响。
韦伯望远镜在2021年12月25日发射后，经过了6个月的飞行和部署，于2022年6月25日正式开始科学观测。在过去一年里，韦伯望远镜已经向人类传回了许多令人惊叹的图像和数据，展示了宇宙中一些从未见过或难以解释的现象。其中最引人注目的就是韦伯发现了一些高红移星系。红移是指光线在穿越宇宙时，由于宇宙的膨胀，导致光波的波长变长，频率变低，颜色偏向红色的现象。红移的大小可以反映出光源距离我们有多远，以及宇宙膨胀的速度有多快。一般来说，红移越大，说明光源越远，也就意味着我们看到的是越早期的宇宙。韦伯望远镜利用它强大的红外观测能力，发现了一些红移超过10的星系。红移超过10的星系是指它们的光谱相对于我们观测到的波长增加了10倍以上，这意味着它们正在以接近光速的速度远离我们。
红移超过10的星系是非常古老和遥远的，它们形成于距今约130亿年前，换句话说，我们看到的是这些星系在130亿年前的样子，也就是在大爆炸后不久形成的样子。这些星系非常特殊，因为它们是由第一代恒星组成的。第一代恒星对于理解宇宙起源和演化非常重要，但是由于距离太远、亮度太弱、数量太少、寿命太短等原因，以前的望远镜都无法直接观测到它们。韦伯望远镜为我们打开了一个全新的宇宙视野。但是，韦伯望远镜的发现也带来了一个巨大的谜团。根据目前的宇宙模型，第一代恒星的形成需要一定的时间，因为大爆炸后的宇宙需要经过冷却、重组、密度波动等过程，才能产生足够的引力让气体坍缩成恒星。这个过程大约需要2亿年左右，也就是说，第一代恒星应该出现在大爆炸后2亿年左右。然而，韦伯望远镜观测到的这些星系，却表明它们出现在大爆炸后不到1亿年。
根据韦伯望远镜观测到的高红移星系的数据，一些天文学家提出了一个假设，认为宇宙可能比我们想象的要老得多，甚至有267亿年的历史。这个假设是基于以下几个推理：韦伯望远镜发现的高红移星系比预期更大更多，这意味着宇宙在很早就开始了星系退行。星系退行的速度和时间与宇宙膨胀的速度和时间有关，而宇宙膨胀的速度和时间又与暗能量有关。暗能量是一种神秘的力量，它使得宇宙膨胀加速，并占据了宇宙总能量密度的约70%。如果假设暗能量是一个常数，也就是说它在整个宇宙历史中都保持不变，那么根据韦伯望远镜观测到的高红移星系数据，可以反推出暗能量在大爆炸时占据了约90%的能量密度。如果假设暗能量在大爆炸时占据了约90%的能量密度，那么根据弗里德曼方程，可以计算出大爆炸发生在距今约267亿年前。
这个假设看起来很有趣，也很具有挑战性，但是它还没有得到广泛的认可和验证。这个假设存在以下几个问题：韦伯望远镜观测到的高红移星系数据还不够充分和精确，需要进行更多的观测和校准，才能提供更可靠的证据支持这个假设。这个假设依赖于一个很强的假设，即暗能量是一个常数。然而，暗能量到底是什么，如何影响宇宙膨胀，目前还没有一个确定的答案。有些理论认为暗能量是一种与空间本身相关的能量，也就是真空能，它在整个宇宙历史中都保持不变。有些理论认为暗能量是一种随时间变化的场，也就是标量场，它可以在不同的时期有不同的强度。还有些理论认为暗能量是一种与引力有关的修正项，也就是改进的引力理论，它可以解释为什么宇宙膨胀加速。
同时这个假设与目前已有的一些观测数据和理论模型不符，例如CMB（宇宙微波背景辐射）和CDM模型（宇宙演化和结构的物理模型）。CMB是一种遍布整个宇宙的微波辐射，它是大爆炸后约38万年时，光子和物质分离时留下的痕迹。CMB可以反映出宇宙早期的温度和密度分布，以及物质和能量的组成。CDM模型是目前最成功的描述宇宙演化的理论模型，它假设宇宙由约5%的普通物质，与约25%的暗物质和约70%的暗能量组成，根据CMB和CDM模型，可以计算出宇宙年龄约为137亿年，这与韦伯望远镜观测结果所推导出的267亿年有很大的差异。因此，宇宙有267亿年历史的说法是一个有趣但尚未成熟的假设，它还需要更多的数据和理论支持才能被广泛接受。然而，这并不意味着我们应该对这个假设视而不见或嗤之以鼻。相反，我们应该对这个假设保持开放和好奇的态度，因为它可能揭示了一些我们还不了解或忽略了的关于宇宙的秘密。对此，你们怎么认为呢！
