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使用ΛCDM模型計算宇宙年齡

發布時間:2025-10-27閱讀(1)

其中a是今天的比例因子,它等于1。我們知道,哈勃常數是星系退行速度與距離的比值,但在這里,我們將使用的是根據比例因子定義的哈勃常數:

現在,計算宇宙年齡的關鍵就在于哈勃常數,我們可以通過一系列操作把它變成是a的函數。通過考慮弗里曼方程,我們可以將哈勃常數寫成如下紅移的形式:

在ΛCDM模型中,曲率是平坦的,所以我們將Ω_k設置為零。正如我們所看到的,輻射密度項在今天的宇宙中也是微不足道的,所以我們也讓Ω_k等于零。因此,最終的哈勃常數將只剩下一個更簡單的方程:

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于是,宇宙年齡的積分方程就變成了如下形式:

接下來,我們只需要把數值帶進去就可以求出宇宙的年齡了。要設置當前的宇宙年齡,我們必須要將紅移值Z設置為0。此外,根據2018年普朗克衛星數據,我們可以知道當前的哈勃常數H_0=67.5(km/s)/Mpc,暗能量密度Ω_Λ=0.685,物質密度Ω_m=0.315。把這些值代入公式,我們就可以得到宇宙的年齡為137.8億年。

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