欧洲航天局供图(新华社发)我国揽月月面着陆器在进行测试。
张 斌摄(新华社发)北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的嫦娥六号着陆器
“欧几里得”空间望远镜拍摄的彩色图像。

欧洲航天局供图(新华社发)
我国揽月月面着陆器在进行测试。
张 斌摄(新华社发)
北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的嫦娥六号着陆器和上升器组合体着陆月背的模拟动画画面。
新华社记者 金立旺摄
新疆维吾尔自治区哈密市巴里坤哈萨克自治县,天籁射电望远镜阵列正在捕捉暗能量掀动的时空涟漪。
蔡增乐摄(人民视觉)
网友:近来,关于黑洞、月壤、“星际访客”等天文学话题常常引发网上热烈讨论。
我很好奇,目前天文学的发展到了什么水平?将如何影响我们的生活?
编辑:这些话题很有趣也很有意义。
本期院士讲科普,我们邀请中国科学院院士、中国科学院国家天文台研究员赵刚,和大家聊聊探索宇宙的那些事。
天文学是人类认识宇宙的科学。
当人类文明尚处于萌芽之际,日月经天、斗转星移就成为人类认识自然环境的朴素工具,由此去思考“昼夜更替”“寒来暑往”。
这种自发的探索宇宙活动,始于人类对神秘星空的好奇心和求知欲。

探索宇宙,源自对未知世界的渴望
中国是世界上天文学起步最早、发展最快的国家之一,天文学也是我国古代最发达的自然科学之一。
屡有革新的优良历法、令人惊羡的发明创造、卓有见识的宇宙学说等,在世界天文学发展史上占据着重要地位。
世界上的四大文明古国在远古时期就开始了天文观测和研究。
我国在公元前21世纪就建立了观象台,部分古观象台、天文仪器等重要设施得以较好地保存。
1610年,伽利略将望远镜运用于天文观测并取得突破,引发了天文学的革命,深刻地启发并改变了整个人类的世界观,人类探索宇宙的脚步从此迈入了一个崭新的时代。
此后的400多年里,望远镜口径由小变大、从可见光到覆盖全电磁波段、从地面到空间,技术上的不断突破,带来了一次又一次天文学的重大发现和人类对宇宙认识的飞跃。
宇宙不仅是我们生存的家园,更是人类智慧的源泉。
探索宇宙让我们认识到,地球只是浩瀚宇宙中的一粒微尘,而我们对宇宙的系统科学认识也不过百年时光。
探索宇宙不仅是对人类自身生存环境了解的需要,也源自人类对未知世界的渴望,更是为了寻找人类文明的可持续发展之路。
天文学的突破性成果,提供了理解宇宙的新视角
天文学是推动自然科学发展和催生高新技术革命、促进人类社会文明发展与进步的最重要、最活跃的前沿基础科学之一。
本世纪以来,天文学产生了一批思想深远、影响巨大的革命性成果。
当代天文学正处于高速发展和不断产生重大突破的黄金时代。
天文学研究不断取得重大发现、开辟崭新方向,使人类对多尺度天体形成与演化以及宇宙时空有了前所未有的新认识,加深了对宇宙自然法则之美的感知。
当代天文学以恒星、黑洞、星系和星系团、宇宙大尺度结构为研究对象,探索天体间的相互作用与循环过程,发现宇宙中物质、能量、运动与时空规律,这些基础研究不断推动着人类文明的进程。
令人困惑的暗物质与暗能量等已超越现有粒子物理和引力理论体系,宇宙时空新理论呼之欲出。
引力波探测催生出很多高新技术,使量子精密测量达到自然极限。
本世纪以来,国际上耗巨资建造了地面与空间各波段的大型天文设备,人类已初步勾勒出一幅从行星、恒星、黑洞、星系到宇宙的多尺度天体形成和共同演化的图景,但大量关键物理过程亟待探索。
随着综合国力的不断增强,我国天文研究和技术水平有了长足的进步和发展。
我们拥有了具有世界一流水平的研究团队,拥有占据世界领先水准的技术力量,成为国际天文学舞台上不可或缺的重要支柱。
我们凭借自己的智慧和力量建设了郭守敬望远镜、“中国天眼”、悟空号探测卫星等受到国际天文界关注的大科学工程。
我国在宇宙学、星系、黑洞和恒星等诸多领域作出了引领性贡献,特别是纳赫兹引力波探测、宇宙大尺度结构研究、恒星与银河系研究和月球探测等领域。
这些突破性成果不仅推动了天文学的发展,也为我们提供了理解宇宙的新视角。
在这个天文学发展的黄金机遇期,我国建造了功能独特的高质量大型地面和空间观测设备,形成了特色鲜明的优势领域。
科研人才储备雄厚,具备了获得原创性和引领性成果的能力和客观条件。
天文研究在国家重大需求方面发挥着不可替代的作用,如月球与深空探测、卫星精密定轨、空间碎片监测预警、近地天体防御、太阳活动与空间天气、导航定位等,支撑国计民生、社会发展和人类福祉,高效促进新质生产力发展。

探索宇宙是一场跨越时空的漫长征程
2024年10月,中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》,制定了“三步走”的战略目标,明确了我国有望取得突破的“极端宇宙”“时空涟漪”“日地全景”“宜居行星”“太空格物”五大科学主题和17个优先发展方向,提出强化基础能力发展,要求依托重大工程,通过国家重点研发计划等渠道加强基础和应用研究。
这五大科学主题立意深远、气势恢宏,体现出我国探索宇宙的发展方向。
探索宇宙是人类认识客观世界的重要途径,也是高新技术和前沿科学的发源地,有助于带动众多高技术领域的发展。
航天工程是开展天文研究和探索宇宙的利器,其发展带动了巨型火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、自动控制、真空技术、低温技术、半导体技术等一大批高技术领域的发展。
近年来,我国在天文学和航天科技领域取得了举世瞩目的成就,不仅彰显了我国的科技实力,也极大激发了公众探索宇宙的热情。
探索宇宙对人类的未来发展具有重大意义。
它不仅能帮助我们发现新的资源,支持生活和经济发展,还有望扩大人类的生存空间,应对未来地球环境和气候变化的威胁。
探索宇宙促进各国之间广泛合作,推动科学和技术的进步,揭开更多宇宙的奥秘,如暗物质、暗能量和黑洞的本质,甚至可能找到适合人类居住的新家园。
对国家而言,探索宇宙是国家实力的象征,可以增强国家的竞争力;
对人类来说,探索宇宙不仅是对未知的探索,更是对人类自身命运的思考。
它让我们认识到,在这个广阔无垠的宇宙中,人类是如此渺小,却又如此独特。
探索宇宙是一场跨越时空的漫长征程,人类对于未知的探索从未停止。
深化对生命、宇宙和人类自身的理解,值得每一个人关注和参与。
随着科技的不断进步,未来的探索前景无疑会更加广阔和令人向往,人类将在通往星辰大海的征程中不断书写壮丽篇章。
(作者赵刚为中国科学院院士、中国科学院国家天文台研究员)
(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)
主要数据来源普朗克卫星(2013–2021)测宇宙微波背景辐射(CMB),给出:137.97 亿年(138.2 亿年)。
近年(2025)CMB 高精度测量(ACT 等)精度提高到约 0.1%,结果仍确认:138 亿年。
交叉检验最老恒星年龄:126–130 亿年(比宇宙年轻,符合逻辑)。
放射性元素衰变、高红移星系年龄(如 MoM-z14 形成于宇宙约 2.8 亿岁时)均与 138 亿年一致。
简单说教科书 / 标准答案:138 亿年更精确值:137.97 亿年所有数据都建立在大爆炸 +ΛCDM 标准模型上;
如果未来有全新模型(比如有人提出宇宙可能更老,如 300 多亿年),那还需要更多证据才能取代现在的结论。
它拥有世间顶尖的引力束缚力,独特的视界边界划分出截然不同的时空领域,只要踏入视界范围之内,就连每秒三十万公里的光速,都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。
今天就用闲聊述说的口吻,聊聊黑洞引力的奇特特性,讲讲视界的划分意义,理清为何光速都无法从黑洞内部脱身,一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。
宇宙天体的引力强弱,一直和自身质量、密度牢牢挂钩。
普通恒星、行星的引力,只能束缚周边卫星与星际物质,物体只要达到对应速度,就能摆脱引力飞向深空。
而黑洞诞生于大质量天体的末期演化,巨型恒星燃料耗尽后,再也无法支撑自身庞大躯体,核心在自身重压下急剧向内坍缩,体积被无限压缩,密度飙升到难以想象的地步。
极致致密的结构,催生出碾压所有常规天体的超强引力,这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。
从黑洞形成的那一刻开始,它就注定成为宇宙里特殊的存在,和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。
围绕黑洞存在一层无形的边界,这便是人们常说的事件视界。
它没有实体外壳,肉眼无法直接看见,却是一道无法逾越的分界线。
视界之外的宇宙空间,依旧遵循常规物理规则,光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭,天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。
一旦物质、光线跨越这条无形界线,彻底进入视界内部,一切都会发生颠覆性改变。
黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在,再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。
衡量天体引力束缚能力,有一个关键参照标准就是逃逸速度,也就是物体摆脱天体引力束缚,飞向宇宙远方需要具备的最低速度。
地球有着自身对应的逃逸速度,火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空,太阳系里的各大行星、恒星,都有着各自固定的逃逸速度门槛。
黑洞打破了常规天体的速度极限,视界内部的逃逸速度直接超越光速。
光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度,连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼,其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。
光线坠入黑洞视界后,无法向外反射、传播,我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮,这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。
任何闯入视界之内的物质,不管是庞大的恒星残骸,还是细碎的气体尘埃,都会被强大引力不断拉扯撕扯,最终向着黑洞中心奇点不断坠落,彻底消融在这片深渊之中。
超强引力不止禁锢视界内部的一切,也会剧烈扭曲周边时空。
靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折,光线途经周边空间也会发生明显偏转。
不少遥远天体发出的光芒,在奔赴地球的途中靠近黑洞区域,都会被引力改变行进路线,这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。
科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹,一步步推算黑洞位置,测算它的质量与引力强度。
时至今日,人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查,视界内部的时空结构、物质形态,还留存着大量未解谜题。
光速无法逃逸的特性,让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域,里面的一切变化都无法向外传递信息。
黑洞凭借极致强大的引力,划定出超越光速束缚的视界禁区,成为宇宙中最神秘的深渊天体。
这份打破常规物理认知的特质,不断吸引着人类探索研究,随着天文观测技术持续进步,未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。