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宇宙の年齢はどのくらいですか？
宇宙の年齢を評価する方法はいくつかあります。最初の方法は聖書に依拠するもので、約5600年になります。しかし、放射性崩壊のため、この値を増やす必要があります。
2番目の方法は、球状星団の力学に基づいています。これは、それらが原始的な星、私たちの銀河で最も古い星を含んでいるという事実に基づいています。この方法については後で説明します。
3番目の方法は、いくつかの宇宙論モデルに基づいています。その場合、場の式から始めます。アインシュタインはその式を提唱しました（ただし、以前のセクションで述べたように、ヒルベルトが最初に発見した可能性もあります…）。
(101) S = c T
この式（1915年）から、アインシュタインはすぐに、曲率がエネルギー・物質の内容と同一視できる宇宙モデルを構築しようとしました。しかし、宇宙が定常的でないことを知らないため、定常状態のモデルを構築しようとしました。しかし、多くの問題に直面しました。その後、フランスの有名な数学者エリ・カルタンに会いに行きました。彼は次のように言いました：
- 亲爱的友人、私はあなたの場の式を変更することを提案できます。どうですか：
(102) S = c T – L g
ここで、gはあなたの計量テンソルで、Lは定数です。あなたの式はテンソル形式を保ち、座標変換に対して不変で、発散がゼロであることに気づきましたか？とてもエレガントではありませんか？
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はい、とてもありがとう。しかし、この新しい「宇宙定数」Lの物理的意味は一体何でしょうか？
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いいえ、私の問題ではありません。私は私の仕事をしたのです。あなたは物理学者で、私は数学者です…
アインシュタインは困惑し、不安になりました。彼はニュートン近似がこの問題を明確にし、この謎の定数の存在論的意味を明らかにできると考えました。
ニュートン近似：
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空間の曲率が小さく、場が弱い。
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物体の速度は光速cに比べて非常に小さい。
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約定常状態（宇宙全体の一般的なプロセスに対して：宇宙は「凍結されたもの」と見なされます）。
この場合、ニュートンの法則には補正項が追加されます：
(103)
この補正項は距離rに比例しています。したがって、長距離の力であり、Lの符号によって引力または反発力になります。この力が反発的であると仮定すると、定常状態の宇宙を構築することが可能になり、アインシュタインはすぐにそれを構築しました。この神秘的な反発力は、通常のニュートン的引力を打ち消す役割を果たしました。
しかし、このモデルはかなり不安定でした。空間の拡張が増加すると、ニュートンの力は弱くなり、真空の反発力は強くなる一方で、逆もまた然りでした。アインシュタインはこれまで以上に心配しました。
その後、2つの新しい発見がほぼ同時に起こりました：
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エドウィン・ハッブルが宇宙の膨張を発見しました。
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ロシアの飛行機パイロットであるアレクサンドル・フレイドマンが、式(101)の場方程式の非定常解を構築しました（宇宙定数は必要ありません）。
アインシュタインはそのことに驚き、次のように言いました：
- もし宇宙が定常的でないことを知っていたら、フレイドマンより前にそれを発見していたはずだ！
レダコスの言葉のように…
その後、ある程度の時間が経過した後、宇宙定数は使われなくなりました。いくつかの天体物理学者は、それが必ずゼロでなければならないという論理を構築しました。
この定数は、非常に遠くの距離でのみ作用する反発力に対応しているため、宇宙の進化に影響を与えるのは後期の段階、つまり第二段階の膨張期です。
ハッブルの法則は単に次のように述べています（104）
銀河の遠ざかる速度は、赤方偏移zに比例する。
比例定数はハッブル定数と呼ばれ、H₀で表されます。
zとは何ですか？
実験室で安定した原子は、十分に加熱されると放射を放出します（例えば、ブルーノの炎で）。この放射は、名目上の波長λに対応します。
もし原子が観測者に対して運動している場合、観測者はドップラー効果により異なる波長λ'を測定します：
λ′ = λ + Δλ
または単純に：
(105)
Δλ > 0のとき、光源は遠ざかっている→赤方偏移。
Δλ < 0のとき、光源は近づいている→「青方偏移」。
図(106)に示される3つのフレイドマンモデルは、遠い未来の記述に違いがあります。双曲的および放物的モデルでは、膨張は決して停止しません。楕円的モデルでは、最終的に膨張が停止し、宇宙は収縮します（「ビッグクランチ」）。
(106)
図(107)は「今から始まりまでの時間」を示しており、3つの曲線はほぼ同じです。その後、モデルは宇宙の年齢とハッブル定数の簡単な関係を示しています。
(107)
爆弾が爆発した直後に grenade の写真を撮ったと想像してください。カメラの露出時間により、破片の速度を測定できます：
この速度場はハッブルの法則に合いません。破片はほぼ同じ速度で飛ばされています：
写真から、爆弾の爆発が始まってから写真を撮ったまでの時間間隔を計算し、その「爆発の年齢」を導き出すことができます。
宇宙の場合も同様ですが、膨張の法則（107）は異なります。過去では膨張速度がより高かったのです。
宇宙は、銀河が分子である気体に例えられます。膨張する気体で、膨張速度場と熱的な（ランダムな）速度が重なっています。