在一個理想世界裡，如果我們想要得到一個問題的答案，例如“宇宙的年齡有多大”，通常會有數量驚人的各種證據共同指向同一個答案。但實際上，答案通常有兩個，只是其中一個好於剩下的哪一個。

好的那個是考慮到現在宇宙正不斷膨脹的事實，以及宇宙最初的星系要比現在更熱，更明亮，更密集。如果我們追溯到更早的時代就會發現，由於宇宙的體積越來越小，宇宙中的所有物質不僅彼此靠得越來越近，而且宇宙中所有單個光子(光的粒子)的波長也越來越短，正是由於宇宙的膨脹使得它們變成現在這樣。

由於光子的波長決定了它的能量和溫度，所以波長更短的光子能量更大，溫度也更高。隨著時間的推移，溫度越來越高，直到某一時刻到達大爆炸的最初階段。這是很重要的一點: 存在一個大爆炸的“最初階段” ！

如果我們能夠推斷出遠古時期的“無限” ，將會到達一個奇點，在那裡物理學會崩潰。隨著對早期的宇宙注入現代性的理解，我們知道暴脹狀態發生在熾熱緻密的大爆炸之前，並且持續時間是不確定的。因此，當我們在談論“宇宙的年齡”時，通常指的是從宇宙大爆炸開始到現在的時間。

根據廣義相對論的法則，要想我們這個宇宙得以產生需要具備以下條件：

最大程度上達到密度的均勻在任何地方都具備相同的基本執行法則運動方向一致大爆炸同時發生

也就是說，在宇宙的年齡和它的擴張方式之間有一種獨特的聯絡。

換句話說，如果我們能夠得知宇宙現在是如何膨脹的，以及它在整個發展歷程中的膨脹方式，就能夠準確地知道構成它的所有不同成分是什麼。我們從一系列觀察中了解到了這一點，包括：

通過直接測量宇宙中物體的亮度和距離，例如恆星、星系和超新星，我們可以構建宇宙距離的階梯。通過對星系聚集這樣大規模結構的測量，以及重子聲學振盪的觀測。根據宇宙微波背景輻射的波動，我們可以得到宇宙僅有38萬年曆史時的“快照

由此彙總，便能得到今天的宇宙。一個由68% 的暗能量，27% 的暗物質，4.9% 的普通物質，約0.1% 的中微子，約0.01% 的輻射組成的宇宙，除此之外幾乎沒有其他東西。

但是如果你考慮到今天宇宙是如何膨脹的，我們就可以回溯到過去，了解宇宙的整個膨脹歷史，再進而了解宇宙的年齡。

在我們得到的資料中，最精確的是普朗克資料。但是從其他來源，如超新星測量、哈勃空間望遠鏡的關鍵專案和斯隆數位巡天望遠鏡得到的資料來看，宇宙已經有138.1億年的歷史，其不確定性僅為1.2億年。這意味著我們對於宇宙的年齡有了99.1% 的精確把握，這是一個驚人的發現！

是的，我們有許多不同的資料都指向這個結論，但實際上，它們都使用的是相同的方法。我們只是很幸運，因為它們都指向一致的結果，但實際上，它們當中的任何單單拿出來都不足以說明“宇宙就是這樣的。” 相反，它們提供了各種各樣的可能性，而這些不同可能性的交匯才能告訴我們，大家這個共同居住地是什麼樣子的。

假如同樣是今天這個宇宙，但是由100% 的普通物質組成，沒有暗物質或暗能量，那它將只會有100億年的歷史。如果宇宙擁有5% 的普通物質(沒有暗物質或暗能量) ，代入的哈勃常數是50 (km/s)/Mpc，而不是70 (km/s)/Mpc，那麼我們宇宙的年齡會是160億年。但是，將現在的觀察進行組合，我們可以自信地說宇宙的年齡是138.1億年，不確定性也很小。 這是一項令人難以置信的科學壯舉。

然而，所有這些都只是屬於一種合乎邏輯的方法。它是最主要的一個，最好的一個，也是最完整的一個，而且擁有大量不同的證據。 但是還有另外一種方法，它對檢查我們的結果非常有用。

事實上，我們知道恆星如何運作，如何燃燒它們的燃料，如何死亡。特別是，我們知道所有的恆星，當它們活著並且燃燒完它們的主要燃料(把氫熔化成氦)時，都有一個特定的亮度和顏色，並且只在這個特定的亮度和顏色上停留一定的時間: 直到它們的核心開始耗盡燃料。在這個階段，亮度更高、藍度更高、品質更大的恆星開始“關閉”主序列(下圖彩色星等圖上的曲線) ，演化成巨星和(或)超巨星。

通過觀察這些恆星的“關閉”點，我們可以計算出星團中那些恆星的年齡有多大，如果我們知道恆星是如何運作的話。當我們觀察那裡最古老的球狀星團時，那些重元素含量最低的同時品質最低的恆星，我們發現它們的年齡一直在132億年左右，但也可能並沒有那麼老。 (請注意，在這個問題上存在十億年左右的重大不確定性。)

恆星擁有120億年及以上的年齡是非常普遍的，但是140億年及以上的年齡是聞所未聞的，儘管在90年代有一個時期，人們經常引用140-160億年的年齡。 (對恆星及其演化的進一步了解使得這個數字下降了。)

因此，總而言之，我們有兩種方法來向證明我們的宇宙年齡在130億至140億年之間。一種從宇宙歷史來探索，另一種來自測量本地恆星。

如果宇宙的年齡只有136億歲或者140億歲，甚至只有135億歲或者141億歲，那也不會讓任何人感到驚訝。 但它不是130億歲或者150億歲，這一點已被確定。 我們有自信說宇宙的年齡是138億年，現在你知道我們是如何解決這個問題的了！

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. forbes-Fitz