宇 宙 的 「 年 齡 」
The "age" of the Universe
九 八 年 十 二 月 December 1998

當 火 車 離 開 我 們 駛 去 ， 火 車 汽 笛 聲 的 音 調 (pitch) 會 降 低 ， 這 是 由 於 汽 笛 聲 的 音 波 波 長 (wavelength) 被 拉 長 了 ； 科 學 家 發 現 ， 從 遠 處 星 座 來 的 光 ， 變 得 較 長 光 波 的 紅 色 ， 因 此 ， 科 學 家 相 信 宇 宙 是 正 在 膨 脹 著 。

一 九 二 九 年 美 國 天 文 學 家 哈 勃 (Edwin Hubble) 提 出 他 的 論 證 ， 指 出 星 球 向 外 退 卻 的 速 度 是 與 它 離 地 球 的 距 離 成 正 比 ， 亦 即 是 說 ， 離 地 球 愈 遠 的 星 球 ， 它 飛 離 地 球 的 速 度 愈 快 ， 這 便 是 「 哈 勃 定 律 」 (Hubble's Law) ， 哈 勃 定 律 的 方 程 式 是 V = H r ， V 是 星 球 向 外 飛 離 的 速 度 ， r 是 星 球 離 地 球 的 距 離 ， 而 H 是 哈 勃 常 數 (Hubble constant) 。 假 如 哈 勃 常 數 是 五 十 ， 亦 即 是 說 ， 離 地 球 一 兆 秒 差 距 (megaparsec) 的 星 球 ， 會 以 每 秒 鐘 五 十 公 里 的 速 度 飛 離 地 球 ， 一 兆 秒 差 距 是 等 於 三 百 萬 光 年 。

由 於 哈 勃 常 數 亦 可 解 釋 為 宇 宙 膨 脹 的 時 空 ， 科 學 家 便 可 以 計 算 宇 宙 膨 脹 了 多 久 ， 亦 即 是 宇 宙 的 「 年 齡 」 ； 假 如 哈 勃 常 數 是 五 十 ， 宇 宙 的 年 齡 是 二 百 億 年 ， 假 如 哈 勃 常 數 是 一 百 ， 宇 宙 的 年 齡 便 是 一 百 億 年 。

因 為 星 球 的 光 波 強 弱 ， 和 它 離 開 地 球 的 距 離 有 直 接 關 係 ， 因 此 ， 科 學 家 便 可 計 算 星 球 離 開 地 球 的 距 離 ， 從 而 得 知 哈 勃 常 數 的 數 字 ， 進 一 步 更 計 算 出 宇 宙 的 年 齡 。

科 學 家 利 用 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 (Hubble Space Telescope) ， 觀 察 星 座 的 位 置 ， 從 而 計 算 出 這 星 座 離 開 的 距 離 ； 例 如 ， 科 學 家 從 NGC4639 星 座
( 見 上 圖 ) 離 地 球 的 距 離 ， 算 出 哈 勃 常 數 是 五 十 五 ； NGC4639 星 座 離 地 球 約 七 千 八 百 萬 光 年 ， 是 室 女 星 座 (Virgo) 之 中 的 一 個 星 座 。

另 一 組 科 學 家 觀 察 M100 星 座 ( 見 下 圖 ) ， 他 們 得 出 的 哈 勃 常 數 竟 是 八 十 ； M100 星 座 離 地 球 約 五 千 六 百 萬 光 年 ， 是 一 組 像 銀 河 系 (Milky Way) 由 旋 轉 著 的 星 球 和 星 雲 組 成 的 星 座 。

大 部 份 科 學 家 估 計 ， 哈 勃 常 數 是 五 十 左 右 ， 而 宇 宙 的 年 齡 大 概 是 二 百 億 年 。

Photos courtesy of NASA

C-Science 1998 版 權 所 屬 ©  Copyright