宇宙的年齡是一個(gè)讓人著迷的問(wèn)題，也是一個(gè)充滿爭(zhēng)議的話題。自從20世紀(jì)初，愛(ài)因斯坦提出了廣義相對(duì)論，哈勃發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹的證據(jù)，科學(xué)家們就開(kāi)始了對(duì)宇宙歷史的探索。經(jīng)過(guò)近一個(gè)世紀(jì)的研究和觀測(cè)，目前普遍認(rèn)為宇宙是在大約137億年前由一次大爆炸開(kāi)始的，這就是著名的大爆炸理論。然而，最近有一些天文學(xué)家提出了一個(gè)令人震驚的假設(shè)，他們認(rèn)為宇宙可能比我們想象的要老得多，甚至有267億年的歷史。這個(gè)假設(shè)是基于美國(guó)國(guó)家航空航天局于2021年12月25日成功發(fā)射的韋伯望遠(yuǎn)鏡在過(guò)去一年里收集到的大量數(shù)據(jù)，尤其是關(guān)于遠(yuǎn)古星系的數(shù)據(jù)。韋伯望遠(yuǎn)鏡是目前最先進(jìn)的太空望遠(yuǎn)鏡，它可以觀測(cè)到比哈勃望遠(yuǎn)鏡更深更暗的宇宙區(qū)域，揭示宇宙最早期的秘密。那么，這個(gè)假設(shè)有多可信呢？我們是否真的需要改寫(xiě)教科書(shū)上關(guān)于宇宙年齡的內(nèi)容呢？本期內(nèi)容將為你介紹韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)結(jié)果的背景和意義，分析這個(gè)假設(shè)的依據(jù)和問(wèn)題，以及探討這個(gè)話題對(duì)我們理解宇宙和自身的影響。

韋伯望遠(yuǎn)鏡在2021年12月25日發(fā)射后，經(jīng)過(guò)了6個(gè)月的飛行和部署，于2022年6月25日正式開(kāi)始科學(xué)觀測(cè)。在過(guò)去一年里，韋伯望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)向人類傳回了許多令人驚嘆的圖像和數(shù)據(jù)，展示了宇宙中一些從未見(jiàn)過(guò)或難以解釋的現(xiàn)象。其中最引人注目的就是韋伯發(fā)現(xiàn)了一些高紅移星系。紅移是指光線在穿越宇宙時(shí)，由于宇宙的膨脹，導(dǎo)致光波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，頻率變低，顏色偏向紅色的現(xiàn)象。紅移的大小可以反映出光源距離我們有多遠(yuǎn)，以及宇宙膨脹的速度有多快。一般來(lái)說(shuō)，紅移越大，說(shuō)明光源越遠(yuǎn)，也就意味著我們看到的是越早期的宇宙。韋伯望遠(yuǎn)鏡利用它強(qiáng)大的紅外觀測(cè)能力，發(fā)現(xiàn)了一些紅移超過(guò)10的星系。紅移超過(guò)10的星系是指它們的光譜相對(duì)于我們觀測(cè)到的波長(zhǎng)增加了10倍以上，這意味著它們正在以接近光速的速度遠(yuǎn)離我們。

紅移超過(guò)10的星系是非常古老和遙遠(yuǎn)的，它們形成于距今約130億年前，換句話說(shuō)，我們看到的是這些星系在130億年前的樣子，也就是在大爆炸后不久形成的樣子。這些星系非常特殊，因?yàn)樗鼈兪怯傻谝淮阈墙M成的。第一代恒星對(duì)于理解宇宙起源和演化非常重要，但是由于距離太遠(yuǎn)、亮度太弱、數(shù)量太少、壽命太短等原因，以前的望遠(yuǎn)鏡都無(wú)法直接觀測(cè)到它們。韋伯望遠(yuǎn)鏡為我們打開(kāi)了一個(gè)全新的宇宙視野。但是，韋伯望遠(yuǎn)鏡的發(fā)現(xiàn)也帶來(lái)了一個(gè)巨大的謎團(tuán)。根據(jù)目前的宇宙模型，第一代恒星的形成需要一定的時(shí)間，因?yàn)榇蟊ê蟮挠钪嫘枰?jīng)過(guò)冷卻、重組、密度波動(dòng)等過(guò)程，才能產(chǎn)生足夠的引力讓氣體坍縮成恒星。這個(gè)過(guò)程大約需要2億年左右，也就是說(shuō)，第一代恒星應(yīng)該出現(xiàn)在大爆炸后2億年左右。然而，韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的這些星系，卻表明它們出現(xiàn)在大爆炸后不到1億年。

根據(jù)韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的高紅移星系的數(shù)據(jù)，一些天文學(xué)家提出了一個(gè)假設(shè)，認(rèn)為宇宙可能比我們想象的要老得多，甚至有267億年的歷史。這個(gè)假設(shè)是基于以下幾個(gè)推理：韋伯望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的高紅移星系比預(yù)期更大更多，這意味著宇宙在很早就開(kāi)始了星系退行。星系退行的速度和時(shí)間與宇宙膨脹的速度和時(shí)間有關(guān)，而宇宙膨脹的速度和時(shí)間又與暗能量有關(guān)。暗能量是一種神秘的力量，它使得宇宙膨脹加速，并占據(jù)了宇宙總能量密度的約70%。如果假設(shè)暗能量是一個(gè)常數(shù)，也就是說(shuō)它在整個(gè)宇宙歷史中都保持不變，那么根據(jù)韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的高紅移星系數(shù)據(jù)，可以反推出暗能量在大爆炸時(shí)占據(jù)了約90%的能量密度。如果假設(shè)暗能量在大爆炸時(shí)占據(jù)了約90%的能量密度，那么根據(jù)弗里德曼方程，可以計(jì)算出大爆炸發(fā)生在距今約267億年前。

這個(gè)假設(shè)看起來(lái)很有趣，也很具有挑戰(zhàn)性，但是它還沒(méi)有得到廣泛的認(rèn)可和驗(yàn)證。這個(gè)假設(shè)存在以下幾個(gè)問(wèn)題：韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的高紅移星系數(shù)據(jù)還不夠充分和精確，需要進(jìn)行更多的觀測(cè)和校準(zhǔn)，才能提供更可靠的證據(jù)支持這個(gè)假設(shè)。這個(gè)假設(shè)依賴于一個(gè)很強(qiáng)的假設(shè)，即暗能量是一個(gè)常數(shù)。然而，暗能量到底是什么，如何影響宇宙膨脹，目前還沒(méi)有一個(gè)確定的答案。有些理論認(rèn)為暗能量是一種與空間本身相關(guān)的能量，也就是真空能，它在整個(gè)宇宙歷史中都保持不變。有些理論認(rèn)為暗能量是一種隨時(shí)間變化的場(chǎng)，也就是標(biāo)量場(chǎng)，它可以在不同的時(shí)期有不同的強(qiáng)度。還有些理論認(rèn)為暗能量是一種與引力有關(guān)的修正項(xiàng)，也就是改進(jìn)的引力理論，它可以解釋為什么宇宙膨脹加速。

同時(shí)這個(gè)假設(shè)與目前已有的一些觀測(cè)數(shù)據(jù)和理論模型不符，例如CMB（宇宙微波背景輻射）和CDM模型（宇宙演化和結(jié)構(gòu)的物理模型）。CMB是一種遍布整個(gè)宇宙的微波輻射，它是大爆炸后約38萬(wàn)年時(shí)，光子和物質(zhì)分離時(shí)留下的痕跡。CMB可以反映出宇宙早期的溫度和密度分布，以及物質(zhì)和能量的組成。CDM模型是目前最成功的描述宇宙演化的理論模型，它假設(shè)宇宙由約5%的普通物質(zhì)，與約25%的暗物質(zhì)和約70%的暗能量組成，根據(jù)CMB和CDM模型，可以計(jì)算出宇宙年齡約為137億年，這與韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)結(jié)果所推導(dǎo)出的267億年有很大的差異。因此，宇宙有267億年歷史的說(shuō)法是一個(gè)有趣但尚未成熟的假設(shè)，它還需要更多的數(shù)據(jù)和理論支持才能被廣泛接受。然而，這并不意味著我們應(yīng)該對(duì)這個(gè)假設(shè)視而不見(jiàn)或嗤之以鼻。相反，我們應(yīng)該對(duì)這個(gè)假設(shè)保持開(kāi)放和好奇的態(tài)度，因?yàn)樗赡芙沂玖艘恍┪覀冞€不了解或忽略了的關(guān)于宇宙的秘密。對(duì)此，你們?cè)趺凑J(rèn)為呢！