用引力波测量宇宙的年龄

艺术家对二元中子星的合并的可视化。最近通过Ligo和Virgo设施检测来自二元中子恒星和二进制黑洞的并购的重力波。这些测量可用于以独立于先前使用的两个常规方法的方式计算宇宙的年龄。天文学家计算出在未来五年中，可能会检测到五十个此类事件;它们的统计数据将能够获得2％的精度的年龄确定，足以解决其他两个估计之间的当前不相容性。

今天的宇宙学中最重要的谜题（整个宇宙的研究）可以在一个问题中概括：几岁了？对于近一个世纪 - 由于爱因斯坦，哈勃，勒马特和其他人的发现导致了创造的大爆炸模型 - 我们已知答案。它约为138亿岁（使用当前数据）。但在过去的十年中，两种替代的测量方法缩小了结果的不确定性，以达到令人惊叹的结论：这两个人不同意彼此。由于两种方法都基于完全相同的模型和方程，因此我们对宇宙的理解是不知何故 - 也许从根本上却。

几十年来，在天文学中输入最令人兴奋的技术成就，通过Ligo-Virgo彼此彼此相互互相引起的引力波（GW），即将通过其他国家的其他类似GW检测设施加入的黑洞或中子恒星引起的。这些工具可能会根据哈佛大学的黑洞倡议，Maya Fishbach和Daniel E. Holz的新自然论文，宇宙困境的解决方案很快就会通过这些工具来解决。作者描述了即将到来的GW的检测将有足够的统计数据来解决年龄的问题，强迫一个或另一个（或者也许也许甚至两者）来重新思考他们的基本理解，或者甚至可能迫使当时的新变化以及创作如何。

两个当前冲突的方法依赖于对宇宙秩序的大众不同部分的观察。第一种方法测量和宇宙微波背景辐射（CMBR方法）由宇宙产生的宇宙微波背景辐射（CMBR方法）在大约380,000年后，冷却并允许中性氢原子形成和光以在不散射的情况下传播。第二种方法，由哈勃和lemaitre解释的那种方法，衡量星系。这种方法利用宇宙的扩展来将银河系与其衰退速度相关的距离，所谓的哈勃·勒米特黎各法律，​​并衍生出哈勃-LEMAITRE参数，该参数描述了这些星系的运动有多长时间，与之相关宇宙的年龄。今天的所有天文学家都依赖于这种表达，以便在直接衡量的距离距离的距离，而是在其光谱线的多普勒移位（红移）中很容易看到其速度。虽然该参数最熟悉的使用是获得宇宙的年龄，但其值会影响宇宙学模型中的所有其他参数（约九），其中共同解释了宇宙的形状和扩展特征。

哈勃与附近的星系校准了他的距离，但今天我们能够看到星系，所以偏远的光线已经向我们前往我们超过了100亿多年。Supernovae（Sn）或至少那些被认为能够很好地理解的那些，可以在很远的距离看到，因此已被用于从哈勃原始邻域向外引导距离级别校准。然而，在SN中存在微妙的复杂性，然而，由于我们对他们的理解改善了，因此导致不确定的不确定性。今天，那些不确定性足够小，不能排除CMBR测量的可比结果。

距离测量的GW方法完全独立于银河系和CMBR方法。单独的相对性单独提供GW信号的内在强度来自其特殊的振铃信号，其观察强度提供了直接测量其距离。（从主机星系中的原子线的红移获得速度信息）。陈和她的同事博士模拟了二进制黑洞或二元中子星系的90,000个合并事件，包括主机星系属性，包括可能的选择效果和其他复杂性。例如，GW强度取决于我们的合并倾斜角度，而预期的事件数量仅受到目前的检测的粗略约束。包括这些和类似的不确定性，天文学家得出结论，在未来五年内，GW方法可能会将Hubble-Lemaitre参数（即宇宙的年龄）固定到2％的精确度和1％十年来，足以排除一个甚至两种其他方法。新的论文的结论是由使用GW方法估计年龄的一篇论文已经出现的事实。它的不确定性在119亿年至157亿年之间，跨越当前的CMBR和Galaxy值。但是，新论文显示，在五年内，将检测到大约五十个GW事件，这些事件应该足以解决这一问…题并在精确宇宙学中的新时代。

总部位于坎布里奇，质量。，哈佛史密森县的天体物理学中心（CFA）是史密森天体物理天文台和哈佛大学天文台之间的合作。CfA科学家分为六个研究单位，研究宇宙的起源，演化和最终命运。

出版物：Hsin-yu Chen，等，“从五年内的标准警报器中的”哈勃恒定测量“，”自然（2018）