通过研究星系在宇宙中的扩散速度和可见物质的平均密度(以及引力对星系扩散的减速作用),我们能够计算这些星系形成的时间,这能让我们初步估测宇宙的年龄。然而,从很久以前的空间观察来看(通过研究深空,我们能够看到很久以前的太空是什么样子的;由于光速有限,即使是非常久远的宇宙活动,在今天也能够被研究)。研究表明,宇宙至少经历了一个“暴胀”阶段,此时引力似乎加速了星系的扩散,而非减缓。
关于宇宙年龄是如何得到的,最简单的方法可以通过哈勃常数来计算。
早前的大多数人认为宇宙已经存在了无限长的时间,并且保持稳恒的状态。到了二十世纪初,哈勃的一系列发现彻底改变了人们对宇宙的认识。首先,哈勃发现了河外星系的存在。其次,哈勃还发现宇宙中的星系几乎都在远离银河系,并且远离速度和距离成正比,这就是著名的哈勃定律。
哈勃定律表明,宇宙正在膨胀变大,而非一直处于稳恒态。这意味着过去的宇宙要比现在小得多,宇宙存在一个时间开端,根据哈勃定律可以计算出宇宙的诞生时间:
V=H·D
上式中V表示星系远离银河系的速度,D表示星系与银河系的距离,H表示哈勃常数。
通过测量各种星系的远离速度及其对应距离,可以得到比例系数哈勃常数。不过,哈勃常数难以精确测量出来,不同方法的测定结果有所出入。这里以最近刚刚利用重子声学振荡法测出的哈勃常数为准:67.77±1.30 (km/s)/Mpc。那么,具体如何计算宇宙的年龄呢?
对于一个距离银河系非常遥远的星系,假设它从宇宙诞生之初(星系在很早就已经形成)就以恒定的速度在远离银河系,那么,它的退行速度又可以由下式计算出来: