用于测量宇宙年龄的引力波

天文学家已经使用引力波-由剧烈的宇宙事件引起的时空结构中的波纹-来测量宇宙的年龄。研究人员说，在过去两年中，至少有五个来源的引力波的直接探测为爱因斯坦的重力和时空模型提供了惊人的证实。

现在，美国哈佛-史密森天体物理学中心 (CfA) 的天文学家已经使用单个引力波事件 (GW170817) 来测量宇宙的年龄。来自世界各地的1,314名科学家组成的团队为探测来自一对合并的双星中子星的引力波做出了贡献，随后探测到了伽马射线。然后，他们在从x射线到无线电的波长以各种时间延迟拍摄的图像中发现了NGC4993星系中一个源的大灾变的起源。

对该事件产生的引力波的分析推断出它们的内在强度。观察到的强度较小，这意味着光源距离大约1.4亿光年。它的宿主星系NGC4993由于宇宙的膨胀而具有向外的速度，可以从其谱线测量。知道它有多远，星系从我们那里移动的速度有多快，科学家可以计算自膨胀开始以来的时间-宇宙的年龄: 考虑到实验的不确定性，大约11.9到157亿年之间。

研究人员说，从这一单一事件得出的年龄与数十年来依靠统计方法使用其他两种来源的观测得出的估计值一致: 宇宙微波背景辐射 (CMBR) 和星系的运动。前者依赖于绘制大爆炸后约400万年的光的非常微弱的分布。后者涉及对相对较近期的成千上万个星系的距离和运动的统计分析。

这一单一的引力波事件能够确定宇宙的年龄，这一事实是值得注意的，而且并非每次检测都有可能。在这种情况下，可以对光源进行光学识别 (以便可以测量速度)，并且光源既不太遥远也不太微弱。研究人员说，随着各种类型的引力波事件的大量统计样本，该年龄的当前值范围将缩小。