#新冠在北美鹿群中传播# ，这意味着什么？是否会重新传染人
北美数百只白尾鹿（Odocoileus virginianus)的新冠病毒（SARS-CoV-2）检测呈阳性。发表在4月26日的《自然》杂志上的一篇文章，讲述了科学家们对鹿群感染新冠病毒的一系列研究，包括病毒是如何进入鹿体内，当病毒在鹿群之间传播时发生了什么，以及这些感染可能给其它野生动物和人类带来什么风险。
对鹿进行新冠病毒检测与检测人类做鼻咽拭子略有不同。鹿的鼻腔很长，美国俄亥俄州立大学的兽医流行病学家安德鲁·鲍曼（Andrew Bowman）说:“通常在取得（活鹿）身上任何东西之前，我们会用完棉签。”
这些问题鹿通常死在猎人的卡车后面、肉类加工厂或肉店里，等着被做成汉堡、香肠、肉排等食物。几十年来，作为常规野生动物监测的一部分，研究人员一直与猎人合作，管理鹿的数量，跟踪传染病的传播。最近，科学家们也在鹿身上寻找感染人类的新冠病毒。
研究人员戴着口罩和手套擦拭鹿鼻孔周围的泥和草，插入棉签检测病毒RNA。然后采集血液来检查是否有针对病毒的抗体。他们的工作发现了北美白尾鹿已广泛感染新冠病毒，在美国24个州和加拿大几个省有着数百只受感染的动物。
鹿在北美洲广泛分布。近3000万只鹿生活在美国，还有几百万只生活在加拿大。
研究人员在鹿体内发现的病毒变异通常与居住在附近的人群中传播的病毒变异相一致，但一些研究表明，野外的新冠病毒可能已经通过突变产生新的进化途径。
目前还不清楚病毒是否会在鹿中以长链感染的方式传播，或者鹿向人的传播是否会引发疫情。但研究人员越来越担心这些动物会成为病毒的宿主，成为难以控制的病毒暴发源，并可能孕育出新的变种。一些研究人员认为，具有高度传染性的奥密克戎变体在出现在人体内之前，在动物宿主中停留了一段时间。到目前为止，受感染的鹿并没有表现出非常不适，但它们可能会将新冠病毒传播给家畜或其它可能更脆弱的野生动物。南非比勒陀利亚大学的医学病毒学家玛丽特杰·文特尔(Marietjie Venter)说:“一旦病毒进入野生动物体内，目前基本上没有办法控制它。”
多面暴发
自新冠疫情暴发以来，研究人员一直担心野生动物感染。为了开展监测工作，他们从ACE2受体开始，这是一种宿主细胞中的蛋白质，病毒通常通过与它结合进入细胞。具有与人类相似的ACE2受体的动物被认为具有感染风险。世界各地的研究小组对这些动物进行感染实验，了解它们是否易感并是否会传播感染，其中包括猫、鹿鼠(Peromyscus maniculatus)、貉(Nyctereutes procyonoides)以及白尾鹿。
图片来自Nature2021年1月初，美国农业部(USDA)的研究人员发现，圈养的小鹿可能感染新冠病毒，通过鼻腔粘液和粪便将病毒排出，将感染传播给邻近围栏中的其它小鹿。一周之内，这些动物开始产生针对病毒的抗体，但鹿群中并没有发现重症。总部位于巴黎的世界动物卫生组织野生动物工作组主席威廉卡雷什（William Karesh）表示，研究结果“有些令人惊讶”，因为其它有蹄类动物，如牛、绵羊和山羊，对感染具有相当强的抵抗力。
托马斯·博托（Thomas DeLiberto）是位于科罗拉多州的美国农业部动植物卫生检验局野生动物服务项目的新冠病毒协调员，他和同事在2021年1月至3月期间，从鹿身上收集了385个血液样本并开始研究，大约40%的样本含有新冠病毒抗体。在去年7月的《自然》预印本中，该团队首次报告了这一发现，表明鹿曾接触过病毒，但尚不清楚这是一次性接触，还是病毒在这些动物中已经开始传播。也有可能这些抗体产生是鹿体内感染其它冠状病毒的结果。
这些结果促使北美各地开始对鹿进行新的采样，并紧急公布已进行的采样项目的结果。
2020年，即新冠疫情暴发的第一年，科学家们便开始收集鹿的鼻拭子和血液样本，使用聚合酶链反应检测新冠病毒。直到2020年12月，“我们得到的都是阴性样本”，俄亥俄州立大学动物健康研究员凡妮莎·黑尔(Vanessa Hale)说。然而其后在2021年1月至3月期间，她和鲍曼在俄亥俄州采样的约360只动物中发现了129只鹿新冠病毒RNA检测呈阳性。
从受感染的俄亥俄鹿身上采集的样本中，超过一半样本的基因组测序显示出了与当时在全州人类社区中传播的病毒相似的变异。从那时起，研究人员在大约30个报告采样的美国州中的24个，以及加拿大的魁北克、安大略等省发现了阳性鹿，尽管加拿大的阳性率较低，为1%-6%。
2021年12月下旬，研究人员在生活在纽约市斯塔顿岛的白尾鹿身上发现了高传染性的奥密克戎变体。2022年3月，犹他州的一头骡鹿(Odocoileus hemionus)检测出新冠病毒阳性。
不过鹿感染新冠病毒的情况似乎只局限于北美洲。英国诺丁汉大学兽医病毒学家雷切尔·塔林顿（Rachael Tarlinton）说:“迄今为止，尽管进行了大量的研究，但还没有人在欧洲鹿身上发现这种病毒。”
研究人员表示，生物学差异似乎不能解释这种差别。“所有关于ACE2受体的数据都表明，欧洲鹿种应该像白尾鹿一样易感，”塔林顿说。相反，北美鹿中的疫情似乎是鹿的高密度、以及人们与它们频繁互动的结果。
文特尔说:“在美洲，鹿基本都行走于野外或人们的后院。”她补充说，在她工作的地方，与大型有蹄类动物互动的情况要少得多。“在非洲，大多数动物都呆在野生动物保护区。”
鹿是怎么被人类传染的
鹿是如何被感染的仍然是个谜。人类会在野外传播病原体，如大肠杆菌、麻疹病毒和原生动物贾第鞭毛虫等。但这些“溢出”情况很少导致持续传播。
科学家们猜测，直接接触，例如人们抚摸或用手喂养动物，可能是罪魁祸首。在北美的城镇和城市里，白尾鹿与人们亲密地生活在一起——它们住在人类房屋附近，在街道上散步，到大学校园中探险。在美国的一些州，人们饲养鹿以供食用，还有一些州为因车祸而成为孤儿的小鹿制定了康复计划。圈养的鹿可能与人类和野鹿频繁接触，它们也可能逃跑或被放回野外。
但黑尔说，在这些情况中，可能没有足够的直接接触，来解释迄今为止发现的数百例病例，更不用说无数没有记录的病例。
另一条路径可能是经由环境。虽然病毒通过受污染的物体表面在人类中传播还没有明确的途径，但鹿可能将鼻子伸进丢弃的口罩中，或吞食人类打过喷嚏的花朵和花园中的蔬菜，从而感染病毒。猎人有时也用可能沾染了病毒的玉米或蔬菜做诱饵。但黑尔指出，鹿必须在合适的时间到达，摄入足以感染的病毒量。
此外，研究者猜测，也可能是被污染的废水渗透进了动物的水源。但许多研究虽然在污水中发现了病毒RNA，还未从中分离出具有传染性的病毒。而且，不仅仅是城市鹿会被感染，研究人员说，一些感染的鹿生活在偏僻的地方。
另据一些报道称，野猫或野生水貂等其它动物也可能作为传播媒介。
“所有这些似乎都很牵强，直到我们能够证明它们”，黑尔说。研究人员称，感染源不一定只有一个，可能涉及多条路由。
鹿是否会重新传染人
一旦一只鹿感染了新冠病毒，病毒就有很多机会在更广泛的群体中传播。白尾鹿是非常社会化的动物，在繁殖季节，即每年10月到第二年2月，雄鹿可以走几十公里，在不同鹿群之间来回移动，沿途与其他雄鹿角斗。偶尔，一只雌鹿也会为了“走亲访友”，旅行长达100公里，几天或几周后再回到她通常的领地。在北方的一些州，大雪期间，鹿群有时会迁徙到“鹿苑”，那里有茂密的树木，在那里它们可能会遇到其它鹿群。在这段时间里，这些动物一直在相互联系，并可能传播病毒。伍斯特俄亥俄州立大学的病毒学家琳达·赛义夫（Linda Saif）说，“鹿之间有很多面对面的接触”。
病毒传播的所有可能性让科学家担心，鹿可能成为新冠病毒的宿主——永久宿主，以及包括人类在内的其他动物疫情暴发的经常性来源。赛义夫说，一旦在鹿体内落户，新冠病毒可能会变异、进化，并可能与其它冠状病毒基因重组。她说，它可以进化到更容易地感染其它食草动物，如绵羊、山羊和牛，它们与鹿共享牧场。“一旦你有了一个单一的野生动物宿主，可以想象，它还会传给其它野生动物，甚至家养牲畜。”她说。
越来越多的证据支持了这样的忧虑。例如，新冠病毒在鹿身上显示出长期进化的迹象。在2月的一份《自然》预印本中，加拿大多伦多新宁研究所的病毒学家萨米拉·穆巴雷卡(Samira Mubareka)和她的同事，对2021年11月和12月在安大略省采样的鹿的5个新冠病毒基因组进行了测序。与在原始新冠病毒相比，这些病毒有76个突变，一些突变会导致病毒用来感染细胞的刺突蛋白发生氨基酸变化。这种突变是高传染性变异成功的关键。
2月9日的第二份《自然》预印本中，研究者于2021年11月在宾夕法尼亚鹿中发现了新冠病毒阿尔法和德尔塔变种。这些阿尔法变种的基因组与在人类身上发现的基因组不同，并且，这些阿尔法变种是在德尔塔变种成为主要的人类感染变种几个月后在鹿身上发现，这暗示阿尔法变种在鹿种群中或许独立进化。
穆巴雷卡和她的同事们还有另一个意想不到的发现:一个来自安大略西南部的人体内的病毒序列与在鹿体内发现的病毒基因组非常相似。尽管证据尚不明确，但科学家怀疑此人可能是从鹿身上感染病毒的。
如果这种情况得到证实，鹿与人之间的传播将令人担忧。从去年12月和今年1月的取样中，研究者还发现了一只感染了奥密克戎变种病毒的鹿，它也有针对德尔塔变种的抗体。
研究人员表示，目前还没有足够的证据表明鹿是否是病毒危险变异的孕育基地。卡雷什说，他需要看到更多的“溢出”事件——从鹿到人——才能称它们为人类感染的宿主。
要真正了解这种情况，需要对动物进行更多的取样。一些研究人员已经开始了纵向研究，他们在几个狩猎季节重新探访了采样地点。
2021年3月，美国农业部获得了3亿美元的拨款，用于调查易感染新冠病毒的动物，在2022年狩猎季节，研究者在至少27个州对鹿进行了取样。博托说，他的团队计划研究鹿与人类和其它动物互动的镜头，以量化它们的互动模式。另一名研究者表示，通过更多的取样来确定哪种鹿的风险最高——雄鹿还是雌鹿，城市鹿还是郊区鹿——可能会提供更多的线索。
科学家们还计划进行更多的实验性感染研究，以了解像奥密克戎和德尔塔这样的变异是否在白尾鹿身上表现不同，以及其它野生动物是否易受感染。他们也可能尝试混合物种研究，例如，看看貂是否会将感染传播给啮齿动物。
穆巴雷卡说，需要做更多的工作来跟踪这些迅速蔓延的事件。“这些只是早期的章节。”她说。
(本文来自澎湃新闻
北美数百只白尾鹿（Odocoileus virginianus)的新冠病毒（SARS-CoV-2）检测呈阳性。发表在4月26日的《自然》杂志上的一篇文章，讲述了科学家们对鹿群感染新冠病毒的一系列研究，包括病毒是如何进入鹿体内，当病毒在鹿群之间传播时发生了什么，以及这些感染可能给其它野生动物和人类带来什么风险。
对鹿进行新冠病毒检测与检测人类做鼻咽拭子略有不同。鹿的鼻腔很长，美国俄亥俄州立大学的兽医流行病学家安德鲁·鲍曼（Andrew Bowman）说:“通常在取得（活鹿）身上任何东西之前，我们会用完棉签。”
这些问题鹿通常死在猎人的卡车后面、肉类加工厂或肉店里，等着被做成汉堡、香肠、肉排等食物。几十年来，作为常规野生动物监测的一部分，研究人员一直与猎人合作，管理鹿的数量，跟踪传染病的传播。最近，科学家们也在鹿身上寻找感染人类的新冠病毒。
研究人员戴着口罩和手套擦拭鹿鼻孔周围的泥和草，插入棉签检测病毒RNA。然后采集血液来检查是否有针对病毒的抗体。他们的工作发现了北美白尾鹿已广泛感染新冠病毒，在美国24个州和加拿大几个省有着数百只受感染的动物。
鹿在北美洲广泛分布。近3000万只鹿生活在美国，还有几百万只生活在加拿大。
研究人员在鹿体内发现的病毒变异通常与居住在附近的人群中传播的病毒变异相一致，但一些研究表明，野外的新冠病毒可能已经通过突变产生新的进化途径。
目前还不清楚病毒是否会在鹿中以长链感染的方式传播，或者鹿向人的传播是否会引发疫情。但研究人员越来越担心这些动物会成为病毒的宿主，成为难以控制的病毒暴发源，并可能孕育出新的变种。一些研究人员认为，具有高度传染性的奥密克戎变体在出现在人体内之前，在动物宿主中停留了一段时间。到目前为止，受感染的鹿并没有表现出非常不适，但它们可能会将新冠病毒传播给家畜或其它可能更脆弱的野生动物。南非比勒陀利亚大学的医学病毒学家玛丽特杰·文特尔(Marietjie Venter)说:“一旦病毒进入野生动物体内，目前基本上没有办法控制它。”
多面暴发
自新冠疫情暴发以来，研究人员一直担心野生动物感染。为了开展监测工作，他们从ACE2受体开始，这是一种宿主细胞中的蛋白质，病毒通常通过与它结合进入细胞。具有与人类相似的ACE2受体的动物被认为具有感染风险。世界各地的研究小组对这些动物进行感染实验，了解它们是否易感并是否会传播感染，其中包括猫、鹿鼠(Peromyscus maniculatus)、貉(Nyctereutes procyonoides)以及白尾鹿。
图片来自Nature2021年1月初，美国农业部(USDA)的研究人员发现，圈养的小鹿可能感染新冠病毒，通过鼻腔粘液和粪便将病毒排出，将感染传播给邻近围栏中的其它小鹿。一周之内，这些动物开始产生针对病毒的抗体，但鹿群中并没有发现重症。总部位于巴黎的世界动物卫生组织野生动物工作组主席威廉卡雷什（William Karesh）表示，研究结果“有些令人惊讶”，因为其它有蹄类动物，如牛、绵羊和山羊，对感染具有相当强的抵抗力。
托马斯·博托（Thomas DeLiberto）是位于科罗拉多州的美国农业部动植物卫生检验局野生动物服务项目的新冠病毒协调员，他和同事在2021年1月至3月期间，从鹿身上收集了385个血液样本并开始研究，大约40%的样本含有新冠病毒抗体。在去年7月的《自然》预印本中，该团队首次报告了这一发现，表明鹿曾接触过病毒，但尚不清楚这是一次性接触，还是病毒在这些动物中已经开始传播。也有可能这些抗体产生是鹿体内感染其它冠状病毒的结果。
这些结果促使北美各地开始对鹿进行新的采样，并紧急公布已进行的采样项目的结果。
2020年，即新冠疫情暴发的第一年，科学家们便开始收集鹿的鼻拭子和血液样本，使用聚合酶链反应检测新冠病毒。直到2020年12月，“我们得到的都是阴性样本”，俄亥俄州立大学动物健康研究员凡妮莎·黑尔(Vanessa Hale)说。然而其后在2021年1月至3月期间，她和鲍曼在俄亥俄州采样的约360只动物中发现了129只鹿新冠病毒RNA检测呈阳性。
从受感染的俄亥俄鹿身上采集的样本中，超过一半样本的基因组测序显示出了与当时在全州人类社区中传播的病毒相似的变异。从那时起，研究人员在大约30个报告采样的美国州中的24个，以及加拿大的魁北克、安大略等省发现了阳性鹿，尽管加拿大的阳性率较低，为1%-6%。
2021年12月下旬，研究人员在生活在纽约市斯塔顿岛的白尾鹿身上发现了高传染性的奥密克戎变体。2022年3月，犹他州的一头骡鹿(Odocoileus hemionus)检测出新冠病毒阳性。
不过鹿感染新冠病毒的情况似乎只局限于北美洲。英国诺丁汉大学兽医病毒学家雷切尔·塔林顿（Rachael Tarlinton）说:“迄今为止，尽管进行了大量的研究，但还没有人在欧洲鹿身上发现这种病毒。”
研究人员表示，生物学差异似乎不能解释这种差别。“所有关于ACE2受体的数据都表明，欧洲鹿种应该像白尾鹿一样易感，”塔林顿说。相反，北美鹿中的疫情似乎是鹿的高密度、以及人们与它们频繁互动的结果。
文特尔说:“在美洲，鹿基本都行走于野外或人们的后院。”她补充说，在她工作的地方，与大型有蹄类动物互动的情况要少得多。“在非洲，大多数动物都呆在野生动物保护区。”
鹿是怎么被人类传染的
鹿是如何被感染的仍然是个谜。人类会在野外传播病原体，如大肠杆菌、麻疹病毒和原生动物贾第鞭毛虫等。但这些“溢出”情况很少导致持续传播。
科学家们猜测，直接接触，例如人们抚摸或用手喂养动物，可能是罪魁祸首。在北美的城镇和城市里，白尾鹿与人们亲密地生活在一起——它们住在人类房屋附近，在街道上散步，到大学校园中探险。在美国的一些州，人们饲养鹿以供食用，还有一些州为因车祸而成为孤儿的小鹿制定了康复计划。圈养的鹿可能与人类和野鹿频繁接触，它们也可能逃跑或被放回野外。
但黑尔说，在这些情况中，可能没有足够的直接接触，来解释迄今为止发现的数百例病例，更不用说无数没有记录的病例。
另一条路径可能是经由环境。虽然病毒通过受污染的物体表面在人类中传播还没有明确的途径，但鹿可能将鼻子伸进丢弃的口罩中，或吞食人类打过喷嚏的花朵和花园中的蔬菜，从而感染病毒。猎人有时也用可能沾染了病毒的玉米或蔬菜做诱饵。但黑尔指出，鹿必须在合适的时间到达，摄入足以感染的病毒量。
此外，研究者猜测，也可能是被污染的废水渗透进了动物的水源。但许多研究虽然在污水中发现了病毒RNA，还未从中分离出具有传染性的病毒。而且，不仅仅是城市鹿会被感染，研究人员说，一些感染的鹿生活在偏僻的地方。
另据一些报道称，野猫或野生水貂等其它动物也可能作为传播媒介。
“所有这些似乎都很牵强，直到我们能够证明它们”，黑尔说。研究人员称，感染源不一定只有一个，可能涉及多条路由。
鹿是否会重新传染人
一旦一只鹿感染了新冠病毒，病毒就有很多机会在更广泛的群体中传播。白尾鹿是非常社会化的动物，在繁殖季节，即每年10月到第二年2月，雄鹿可以走几十公里，在不同鹿群之间来回移动，沿途与其他雄鹿角斗。偶尔，一只雌鹿也会为了“走亲访友”，旅行长达100公里，几天或几周后再回到她通常的领地。在北方的一些州，大雪期间，鹿群有时会迁徙到“鹿苑”，那里有茂密的树木，在那里它们可能会遇到其它鹿群。在这段时间里，这些动物一直在相互联系，并可能传播病毒。伍斯特俄亥俄州立大学的病毒学家琳达·赛义夫（Linda Saif）说，“鹿之间有很多面对面的接触”。
病毒传播的所有可能性让科学家担心，鹿可能成为新冠病毒的宿主——永久宿主，以及包括人类在内的其他动物疫情暴发的经常性来源。赛义夫说，一旦在鹿体内落户，新冠病毒可能会变异、进化，并可能与其它冠状病毒基因重组。她说，它可以进化到更容易地感染其它食草动物，如绵羊、山羊和牛，它们与鹿共享牧场。“一旦你有了一个单一的野生动物宿主，可以想象，它还会传给其它野生动物，甚至家养牲畜。”她说。
越来越多的证据支持了这样的忧虑。例如，新冠病毒在鹿身上显示出长期进化的迹象。在2月的一份《自然》预印本中，加拿大多伦多新宁研究所的病毒学家萨米拉·穆巴雷卡(Samira Mubareka)和她的同事，对2021年11月和12月在安大略省采样的鹿的5个新冠病毒基因组进行了测序。与在原始新冠病毒相比，这些病毒有76个突变，一些突变会导致病毒用来感染细胞的刺突蛋白发生氨基酸变化。这种突变是高传染性变异成功的关键。
2月9日的第二份《自然》预印本中，研究者于2021年11月在宾夕法尼亚鹿中发现了新冠病毒阿尔法和德尔塔变种。这些阿尔法变种的基因组与在人类身上发现的基因组不同，并且，这些阿尔法变种是在德尔塔变种成为主要的人类感染变种几个月后在鹿身上发现，这暗示阿尔法变种在鹿种群中或许独立进化。
穆巴雷卡和她的同事们还有另一个意想不到的发现:一个来自安大略西南部的人体内的病毒序列与在鹿体内发现的病毒基因组非常相似。尽管证据尚不明确，但科学家怀疑此人可能是从鹿身上感染病毒的。
如果这种情况得到证实，鹿与人之间的传播将令人担忧。从去年12月和今年1月的取样中，研究者还发现了一只感染了奥密克戎变种病毒的鹿，它也有针对德尔塔变种的抗体。
研究人员表示，目前还没有足够的证据表明鹿是否是病毒危险变异的孕育基地。卡雷什说，他需要看到更多的“溢出”事件——从鹿到人——才能称它们为人类感染的宿主。
要真正了解这种情况，需要对动物进行更多的取样。一些研究人员已经开始了纵向研究，他们在几个狩猎季节重新探访了采样地点。
2021年3月，美国农业部获得了3亿美元的拨款，用于调查易感染新冠病毒的动物，在2022年狩猎季节，研究者在至少27个州对鹿进行了取样。博托说，他的团队计划研究鹿与人类和其它动物互动的镜头，以量化它们的互动模式。另一名研究者表示，通过更多的取样来确定哪种鹿的风险最高——雄鹿还是雌鹿，城市鹿还是郊区鹿——可能会提供更多的线索。
科学家们还计划进行更多的实验性感染研究，以了解像奥密克戎和德尔塔这样的变异是否在白尾鹿身上表现不同，以及其它野生动物是否易受感染。他们也可能尝试混合物种研究，例如，看看貂是否会将感染传播给啮齿动物。
穆巴雷卡说，需要做更多的工作来跟踪这些迅速蔓延的事件。“这些只是早期的章节。”她说。
(本文来自澎湃新闻
【如何“脫離地球”更精確地測量宇宙時間？】據國外媒體報導，出於某些原因，當我們談及恒星、星系和宇宙的年齡時，通常使用“年”進行測量和描述，我們是否有更好的方法來測量宇宙時間？
現今，我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件，觀測到宇宙體積延伸至461光年，但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心，並且從地球歷史上講，這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間，尤其是對宇宙而言，但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙，我們可以提出許多宏觀的問題，但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一，例如：“宇宙是什麼？宇宙有多大？它是永恒不變的，還是突然形成的，如果是的話，是什麼時候誕生的？”這些問題曾是哲學謎團之一，但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備，我們知道宇宙是什麼，但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分；我們知道大爆炸事件，這是宇宙開始的標誌性事件，大約發生在138億年前，但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而，為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢？例如：“年”和“光年”，難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎？答案是肯定有的，至少科學家傑瑞·貝爾（Jerry Bear）是這樣認為的。
貝爾指出，為什麼宇宙學計算，例如：宇宙年齡和大小，要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢？客觀地講，將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的，光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點，但我們需要進一步擴展和思考，尋找一些替代性標準，讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧！
在地球上，只有兩種方法來理解時間流逝的概念，這兩種方法都是利用定期重現的現象，這些現象不僅對人類活動至關重要，而且對所有生物活動都至關重要，在較短的時間尺度上，我們有“天”的概念，這是很重要的，原因如下：
一天標誌著日出和日落，大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應，同時，一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應，所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現，在接下來的幾天里，或許會出現實質性差異，如果我們等待的時間足夠長，這些差異就會重復出現，在一年時間里，日子會以各種方式發生變化，其中包括：日出和日落的時間提前和延遲，白天時間的增加和減少，太陽在地平線之上的最大高度和最小高度，以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講，幾乎沒有變化，幾年內重複循環出現。
基於以上分析，我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統，因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察，出於各種原因，我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先，在地球歷史上，一天的持續時間已經生了巨大變化，當月球、地球和太陽相互作用時，潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長，月球會以螺旋方式逐漸遠離地球，大約40億年前，地球的“一天”時間僅持續6-8個小時，一年有1000多天。
然而，一年的變化，或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間，縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變，迄今為止，太陽已損失了相當於土星的質量，該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域，並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些，這將導致一年的時間變長，但僅是略微延長——大約延長萬分之二，這相當於從太陽系誕生至今，一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙，以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢？這是不客觀的，也不是絕對的，而且除了以地球為中心的計時標準之外，再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位，光年和秒差距（或者相關單位，例如：千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距）都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是，有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間，而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷，但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量，因為每一個度量都有其優點和缺點，如果你要對某種方法使用進行論證的話，以下有一些可以考慮的選擇，人們可以從太陽系歷史角度進行分析，判斷這些方法是否比現在以年為基礎（實際上是以地球為中心的計時標準）的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化，地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準，我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數，因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了，而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化，在過去數十億年的時間里，準確率一直保持在99.98%左右。
有時，我們會使用另一個重要計時定義，雖然它是間接的，但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距，它不是僅基於時間，而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行，相對一顆“未移動恒星”的視位置，就出現了位置變化，人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼，然後交替睜開右眼，就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域，我們稱該現象為“視差”，我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離，地日軌道直徑大約3億公里，一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒（1/3600度），將被定義為一個秒差距：大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統：
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎？如果取三個最基本、可測量的自然常數，你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G，光速c，以及量子常數（即簡化的普朗克常數）h，將它們結合起來，就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍，因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化，但對於黑洞則不同，目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小，這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程，例如：頂夸克，這是目前已知壽命最短的亞原子粒子，其衰變時間大約10^18普朗克時間，一年的時間相當於10^51普朗克時間，這一時間標準並沒有什麼“錯”，但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實：所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的，1秒、1克、1公斤或者1米，都沒有實質意義，我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而，我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G，光速c，以及量子常數h，我們用它來定義普朗克時間，如果你對時間或者距離進行定義，例如：光速可以作為另一種衡量單位。
那麼，為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢？在原子躍遷過程中，電子從一個能級降至另一個能級，並釋放特定頻率和波長的光線，以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念，所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位，同時，可以通過波長定義“距離”，這就是原子鐘的工作原理，它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義，許多時間變轉太快，其時間間隔太小，不適用於日常的計時標準。例如：現代科學界對秒的定義是：一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發，而不是使用基於量子特性的更小常數，上升至宇宙尺度等級，將會怎樣呢？宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率，該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位，例如：哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”，它也可以簡單地描述為一種逆比時間：2.3 × 10^-18逆秒，如果我們將其轉換為時間，就會得到一個計時單位——“哈勃時間”，相當於4.3 × 10^17秒，大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間，就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米，或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數，我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是，這樣存在一個大問題：哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數，而是隨著宇宙年齡的增長，以一種複雜的方式不斷下降，具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來，我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義，有一種方法值得考慮：整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫，它的形成都是一個電子結合在原子核上，而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子，當電子到達基態時，相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋，即其中一個自旋+ 1 / 2，另一個就是自旋-1 / 2；要麼就是同方向量子自旋，即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列，那麼就處於最低能態；如果自旋是正向排列，那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉，釋放一個特定頻率的獨特光子，該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是，氫原子自旋躍遷速率較慢，相當於2.9× 10^-15逆秒，如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準，就相當於1090萬年和1090萬光年，相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
現今，我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件，觀測到宇宙體積延伸至461光年，但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心，並且從地球歷史上講，這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間，尤其是對宇宙而言，但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙，我們可以提出許多宏觀的問題，但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一，例如：“宇宙是什麼？宇宙有多大？它是永恒不變的，還是突然形成的，如果是的話，是什麼時候誕生的？”這些問題曾是哲學謎團之一，但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備，我們知道宇宙是什麼，但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分；我們知道大爆炸事件，這是宇宙開始的標誌性事件，大約發生在138億年前，但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而，為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢？例如：“年”和“光年”，難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎？答案是肯定有的，至少科學家傑瑞·貝爾（Jerry Bear）是這樣認為的。
貝爾指出，為什麼宇宙學計算，例如：宇宙年齡和大小，要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢？客觀地講，將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的，光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點，但我們需要進一步擴展和思考，尋找一些替代性標準，讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧！
在地球上，只有兩種方法來理解時間流逝的概念，這兩種方法都是利用定期重現的現象，這些現象不僅對人類活動至關重要，而且對所有生物活動都至關重要，在較短的時間尺度上，我們有“天”的概念，這是很重要的，原因如下：
一天標誌著日出和日落，大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應，同時，一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應，所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現，在接下來的幾天里，或許會出現實質性差異，如果我們等待的時間足夠長，這些差異就會重復出現，在一年時間里，日子會以各種方式發生變化，其中包括：日出和日落的時間提前和延遲，白天時間的增加和減少，太陽在地平線之上的最大高度和最小高度，以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講，幾乎沒有變化，幾年內重複循環出現。
基於以上分析，我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統，因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察，出於各種原因，我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先，在地球歷史上，一天的持續時間已經生了巨大變化，當月球、地球和太陽相互作用時，潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長，月球會以螺旋方式逐漸遠離地球，大約40億年前，地球的“一天”時間僅持續6-8個小時，一年有1000多天。
然而，一年的變化，或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間，縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變，迄今為止，太陽已損失了相當於土星的質量，該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域，並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些，這將導致一年的時間變長，但僅是略微延長——大約延長萬分之二，這相當於從太陽系誕生至今，一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙，以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢？這是不客觀的，也不是絕對的，而且除了以地球為中心的計時標準之外，再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位，光年和秒差距（或者相關單位，例如：千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距）都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是，有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間，而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷，但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量，因為每一個度量都有其優點和缺點，如果你要對某種方法使用進行論證的話，以下有一些可以考慮的選擇，人們可以從太陽系歷史角度進行分析，判斷這些方法是否比現在以年為基礎（實際上是以地球為中心的計時標準）的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化，地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準，我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數，因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了，而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化，在過去數十億年的時間里，準確率一直保持在99.98%左右。
有時，我們會使用另一個重要計時定義，雖然它是間接的，但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距，它不是僅基於時間，而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行，相對一顆“未移動恒星”的視位置，就出現了位置變化，人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼，然後交替睜開右眼，就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域，我們稱該現象為“視差”，我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離，地日軌道直徑大約3億公里，一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒（1/3600度），將被定義為一個秒差距：大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統：
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎？如果取三個最基本、可測量的自然常數，你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G，光速c，以及量子常數（即簡化的普朗克常數）h，將它們結合起來，就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍，因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化，但對於黑洞則不同，目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小，這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程，例如：頂夸克，這是目前已知壽命最短的亞原子粒子，其衰變時間大約10^18普朗克時間，一年的時間相當於10^51普朗克時間，這一時間標準並沒有什麼“錯”，但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實：所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的，1秒、1克、1公斤或者1米，都沒有實質意義，我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而，我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G，光速c，以及量子常數h，我們用它來定義普朗克時間，如果你對時間或者距離進行定義，例如：光速可以作為另一種衡量單位。
那麼，為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢？在原子躍遷過程中，電子從一個能級降至另一個能級，並釋放特定頻率和波長的光線，以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念，所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位，同時，可以通過波長定義“距離”，這就是原子鐘的工作原理，它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義，許多時間變轉太快，其時間間隔太小，不適用於日常的計時標準。例如：現代科學界對秒的定義是：一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發，而不是使用基於量子特性的更小常數，上升至宇宙尺度等級，將會怎樣呢？宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率，該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位，例如：哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”，它也可以簡單地描述為一種逆比時間：2.3 × 10^-18逆秒，如果我們將其轉換為時間，就會得到一個計時單位——“哈勃時間”，相當於4.3 × 10^17秒，大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間，就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米，或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數，我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是，這樣存在一個大問題：哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數，而是隨著宇宙年齡的增長，以一種複雜的方式不斷下降，具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來，我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義，有一種方法值得考慮：整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫，它的形成都是一個電子結合在原子核上，而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子，當電子到達基態時，相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋，即其中一個自旋+ 1 / 2，另一個就是自旋-1 / 2；要麼就是同方向量子自旋，即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列，那麼就處於最低能態；如果自旋是正向排列，那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉，釋放一個特定頻率的獨特光子，該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是，氫原子自旋躍遷速率較慢，相當於2.9× 10^-15逆秒，如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準，就相當於1090萬年和1090萬光年，相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
【如何“脫離地球”更精確地測量宇宙時間？】據國外媒體報導，出於某些原因，當我們談及恒星、星系和宇宙的年齡時，通常使用“年”進行測量和描述，我們是否有更好的方法來測量宇宙時間？
現今，我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件，觀測到宇宙體積延伸至461光年，但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心，並且從地球歷史上講，這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間，尤其是對宇宙而言，但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙，我們可以提出許多宏觀的問題，但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一，例如：“宇宙是什麼？宇宙有多大？它是永恒不變的，還是突然形成的，如果是的話，是什麼時候誕生的？”這些問題曾是哲學謎團之一，但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備，我們知道宇宙是什麼，但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分；我們知道大爆炸事件，這是宇宙開始的標誌性事件，大約發生在138億年前，但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而，為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢？例如：“年”和“光年”，難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎？答案是肯定有的，至少科學家傑瑞·貝爾（Jerry Bear）是這樣認為的。
貝爾指出，為什麼宇宙學計算，例如：宇宙年齡和大小，要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢？客觀地講，將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的，光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點，但我們需要進一步擴展和思考，尋找一些替代性標準，讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧！
在地球上，只有兩種方法來理解時間流逝的概念，這兩種方法都是利用定期重現的現象，這些現象不僅對人類活動至關重要，而且對所有生物活動都至關重要，在較短的時間尺度上，我們有“天”的概念，這是很重要的，原因如下：
一天標誌著日出和日落，大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應，同時，一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應，所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現，在接下來的幾天里，或許會出現實質性差異，如果我們等待的時間足夠長，這些差異就會重復出現，在一年時間里，日子會以各種方式發生變化，其中包括：日出和日落的時間提前和延遲，白天時間的增加和減少，太陽在地平線之上的最大高度和最小高度，以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講，幾乎沒有變化，幾年內重複循環出現。
基於以上分析，我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統，因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察，出於各種原因，我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先，在地球歷史上，一天的持續時間已經生了巨大變化，當月球、地球和太陽相互作用時，潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長，月球會以螺旋方式逐漸遠離地球，大約40億年前，地球的“一天”時間僅持續6-8個小時，一年有1000多天。
然而，一年的變化，或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間，縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變，迄今為止，太陽已損失了相當於土星的質量，該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域，並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些，這將導致一年的時間變長，但僅是略微延長——大約延長萬分之二，這相當於從太陽系誕生至今，一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙，以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢？這是不客觀的，也不是絕對的，而且除了以地球為中心的計時標準之外，再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位，光年和秒差距（或者相關單位，例如：千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距）都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是，有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間，而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷，但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量，因為每一個度量都有其優點和缺點，如果你要對某種方法使用進行論證的話，以下有一些可以考慮的選擇，人們可以從太陽系歷史角度進行分析，判斷這些方法是否比現在以年為基礎（實際上是以地球為中心的計時標準）的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化，地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準，我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數，因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了，而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化，在過去數十億年的時間里，準確率一直保持在99.98%左右。
有時，我們會使用另一個重要計時定義，雖然它是間接的，但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距，它不是僅基於時間，而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行，相對一顆“未移動恒星”的視位置，就出現了位置變化，人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼，然後交替睜開右眼，就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域，我們稱該現象為“視差”，我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離，地日軌道直徑大約3億公里，一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒（1/3600度），將被定義為一個秒差距：大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統：
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎？如果取三個最基本、可測量的自然常數，你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G，光速c，以及量子常數（即簡化的普朗克常數）h，將它們結合起來，就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍，因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化，但對於黑洞則不同，目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小，這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程，例如：頂夸克，這是目前已知壽命最短的亞原子粒子，其衰變時間大約10^18普朗克時間，一年的時間相當於10^51普朗克時間，這一時間標準並沒有什麼“錯”，但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實：所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的，1秒、1克、1公斤或者1米，都沒有實質意義，我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而，我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G，光速c，以及量子常數h，我們用它來定義普朗克時間，如果你對時間或者距離進行定義，例如：光速可以作為另一種衡量單位。
那麼，為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢？在原子躍遷過程中，電子從一個能級降至另一個能級，並釋放特定頻率和波長的光線，以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念，所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位，同時，可以通過波長定義“距離”，這就是原子鐘的工作原理，它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義，許多時間變轉太快，其時間間隔太小，不適用於日常的計時標準。例如：現代科學界對秒的定義是：一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發，而不是使用基於量子特性的更小常數，上升至宇宙尺度等級，將會怎樣呢？宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率，該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位，例如：哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”，它也可以簡單地描述為一種逆比時間：2.3 × 10^-18逆秒，如果我們將其轉換為時間，就會得到一個計時單位——“哈勃時間”，相當於4.3 × 10^17秒，大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間，就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米，或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數，我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是，這樣存在一個大問題：哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數，而是隨著宇宙年齡的增長，以一種複雜的方式不斷下降，具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來，我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義，有一種方法值得考慮：整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫，它的形成都是一個電子結合在原子核上，而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子，當電子到達基態時，相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋，即其中一個自旋+ 1 / 2，另一個就是自旋-1 / 2；要麼就是同方向量子自旋，即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列，那麼就處於最低能態；如果自旋是正向排列，那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉，釋放一個特定頻率的獨特光子，該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是，氫原子自旋躍遷速率較慢，相當於2.9× 10^-15逆秒，如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準，就相當於1090萬年和1090萬光年，相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
現今，我們可以追溯138億年前發生的大爆炸事件，觀測到宇宙體積延伸至461光年，但是像“年”和“光年”這樣的時間計算單位不僅是完全隨意、以地球為中心，並且從地球歷史上講，這些時間計算單位甚至沒有一致的定義。也許有更好的方法來測量時間，尤其是對宇宙而言，但每種方法都存在著缺點。
關於宇宙，我們可以提出許多宏觀的問題，但這是人類歷史上最令人費解的謎團之一，例如：“宇宙是什麼？宇宙有多大？它是永恒不變的，還是突然形成的，如果是的話，是什麼時候誕生的？”這些問題曾是哲學謎團之一，但過去100年提供了堅定的科學答案。現今基於先進的天文勘測設備，我們知道宇宙是什麼，但迄今我們所觀測的僅是直徑922億光年宇宙的一小部分；我們知道大爆炸事件，這是宇宙開始的標誌性事件，大約發生在138億年前，但準確的發生時間仍有1%的不確定性。
然而，為什麼我們測量宇宙時間和距離的所有方法都使用以地球為中心的單位呢？例如：“年”和“光年”，難道沒有一種更好、更客觀、更普遍的方法來實現嗎？答案是肯定有的，至少科學家傑瑞·貝爾（Jerry Bear）是這樣認為的。
貝爾指出，為什麼宇宙學計算，例如：宇宙年齡和大小，要廣泛地使用狹隘的、與 “年”相關的參數呢？客觀地講，將地球一年的時間概唸作為一種宇宙衡量標準是較狹隘的，光年這個概念僅與宇宙區域測量有關。
以上測量標準都是很好的觀點，但我們需要進一步擴展和思考，尋找一些替代性標準，讓我們來看一下測量宇宙時間背後的科學吧！
在地球上，只有兩種方法來理解時間流逝的概念，這兩種方法都是利用定期重現的現象，這些現象不僅對人類活動至關重要，而且對所有生物活動都至關重要，在較短的時間尺度上，我們有“天”的概念，這是很重要的，原因如下：
一天標誌著日出和日落，大致與地球繞地軸一個完整自轉週期相對應，同時，一天的時間與大多數植物和動物經曆晝夜活動和休眠的時間相對應，所有這些現象都在接下來的一天時間內重復出現，在接下來的幾天里，或許會出現實質性差異，如果我們等待的時間足夠長，這些差異就會重復出現，在一年時間里，日子會以各種方式發生變化，其中包括：日出和日落的時間提前和延遲，白天時間的增加和減少，太陽在地平線之上的最大高度和最小高度，以及季節變化週期、植物和動物生活週期等。但從一年的時間角度來講，幾乎沒有變化，幾年內重複循環出現。
基於以上分析，我們就很容易理解為什麼人們會提出一些基於“日”和“年”等概念的計時系統，因為我們在這顆星球上的活動與這些週期性循環密切相關。但通過仔細觀察，出於各種原因，我們在地球上所經曆的日和年的概念並不能很好地轉化為一組標記時間流逝的通用公式。
首先，在地球歷史上，一天的持續時間已經生了巨大變化，當月球、地球和太陽相互作用時，潮汐摩擦現象會導致一天的時間變長，月球會以螺旋方式逐漸遠離地球，大約40億年前，地球的“一天”時間僅持續6-8個小時，一年有1000多天。
然而，一年的變化，或者說地球繞太陽公轉一週所需的時間，縱觀太陽系歷史僅存在少許變化。變化的最大因素是太陽質量改變，迄今為止，太陽已損失了相當於土星的質量，該變化將促使地球被推向距離太陽更遠的區域，並導致它的軌道運行速度隨著時間推移略慢一些，這將導致一年的時間變長，但僅是略微延長——大約延長萬分之二，這相當於從太陽系誕生至今，一年的時間延長了大約2個小時。
但是為什麼我們要將地球的計時概念延伸應用於整個宇宙，以及將其他星系中行星環繞主恒星的任意運動聯繫起來呢？這是不客觀的，也不是絕對的，而且除了以地球為中心的計時標準之外，再也沒什麼用。天和年都不是普遍適用宇宙的時間度量單位，光年和秒差距（或者相關單位，例如：千秒差距、百萬秒差距或者兆秒差距）都不是普遍適用的距離度量單位。
有趣的是，有一些方法可以更客觀、理物理地定義時間，而且它們不會像以地球為中心的定義那樣存在缺陷，但是我們也有一些很好的理由不使用這些時間度量，因為每一個度量都有其優點和缺點，如果你要對某種方法使用進行論證的話，以下有一些可以考慮的選擇，人們可以從太陽系歷史角度進行分析，判斷這些方法是否比現在以年為基礎（實際上是以地球為中心的計時標準）的計時系統更好或者更差。
即使太陽系發生了複雜的天體物理變化，地球一年的持續時間仍可能是一種有效且穩定的衡量標準，我們可以使用該計時標準確定與地球相關的時間計數。由於光速是一個已知且可測量的常數，因此“光年”就作為一個推導出來的距離單位出現了，而且隨時間變化光年的計時標準僅發生很小變化，在過去數十億年的時間里，準確率一直保持在99.98%左右。
有時，我們會使用另一個重要計時定義，雖然它是間接的，但也是基於地球環繞太陽運行一年的定義——秒差距，它不是僅基於時間，而是基於天文角度和三角學原理。當地球環繞太陽運行，相對一顆“未移動恒星”的視位置，就出現了位置變化，人們可以做一個簡單的測試——只睜開左眼，然後交替睜開右眼，就會發現較近的物體相對於較遠的背景物體會出現“位移”。
在天文學領域，我們稱該現象為“視差”，我們使用地球相對於太陽位置的最大距離來代替人類左右眼之間的距離，地日軌道直徑大約3億公里，一個天體相對於遙遠背景移動1弧秒（1/3600度），將被定義為一個秒差距：大約3.26光年。以下是“脫離地球”的幾種宇宙計時系統：
1、普朗克時間
你是在尋找一個除宇宙基本常數之外不依賴任何規律的時間定義嗎？如果取三個最基本、可測量的自然常數，你可能會考慮到普朗克時間。
萬有引力常數G，光速c，以及量子常數（即簡化的普朗克常數）h，將它們結合起來，就可能得出一個基本的時間單位。雖然這對應於一個有趣的宇宙範圍，因為該等級的量子起伏不會形成粒子/反粒子成對化，但對於黑洞則不同，目前沒有相關的物理過程對應於黑洞的時間變化。普朗克時間非常小，這意味著我們甚至需要天文數字等級的普朗克時間來描述亞原子過程，例如：頂夸克，這是目前已知壽命最短的亞原子粒子，其衰變時間大約10^18普朗克時間，一年的時間相當於10^51普朗克時間，這一時間標準並沒有什麼“錯”，但它確實不符合直覺。
2、原子鐘
這是一個有趣、但令人不易接受的事實：所有關於時間、質量和距離的定義都是“非常隨意”的，1秒、1克、1公斤或者1米，都沒有實質意義，我們只是選擇這些價值標準作為人們日常生活中使用的規範常數。然而，我們確實有一些方法可以將這些選擇的量聯繫起來——通過三個基本常數萬有引力常數G，光速c，以及量子常數h，我們用它來定義普朗克時間，如果你對時間或者距離進行定義，例如：光速可以作為另一種衡量單位。
那麼，為什麼不選擇一個特定的原子躍遷來定義時間和距離呢？在原子躍遷過程中，電子從一個能級降至另一個能級，並釋放特定頻率和波長的光線，以此來確定時間和距離範圍。頻率僅是一個反比延時概念，所以人們能通過測量一個波長光線經過的時間來獲得一個“時間”單位，同時，可以通過波長定義“距離”，這就是原子鐘的工作原理，它也可以用於定義秒和米。
但這是一個任意定義，許多時間變轉太快，其時間間隔太小，不適用於日常的計時標準。例如：現代科學界對秒的定義是：一個銫-133原子超精細結構釋放的光子在真空中9192631770個波長週期。
3、哈勃時間
如果我們從另一個角度出發，而不是使用基於量子特性的更小常數，上升至宇宙尺度等級，將會怎樣呢？宇宙以特定的速率膨脹——宇宙膨脹率，該指數經常被稱為哈勃參數或者哈勃常數。雖然我們通常將它描述為一種速度-距離單位，例如：哈勃常數描述為“71 km/s/Mpc”，它也可以簡單地描述為一種逆比時間：2.3 × 10^-18逆秒，如果我們將其轉換為時間，就會得到一個計時單位——“哈勃時間”，相當於4.3 × 10^17秒，大約是宇宙自大爆炸以來的年齡。
如果我們使用光速來計算哈勃時間，就會得出“哈勃距離”為1.3 × 10^26米，或者說是137億光年。這是一種宇宙宏觀參數，我們可以使用距離單位和時間單位來研究真正意義上的宇宙尺度。
不幸的是，這樣存在一個大問題：哈勃常數並不是一個隨時間變化的常數，而是隨著宇宙年齡的增長，以一種複雜的方式不斷下降，具體取決於宇宙中所有不同成分的相對能量密度。
4、氫原子自旋翻轉躍遷
長期以來，我們試圖尋找一個更好的宇宙時間定義，有一種方法值得考慮：整個宇宙中最常見的量子躍遷。無論任何時候形成的中性氫，它的形成都是一個電子結合在原子核上，而原子核幾乎總是一個單獨、裸露的質子，當電子到達基態時，相對於質子的構型將出現兩種可能性。
電子或者質子要麼反方向量子自旋，即其中一個自旋+ 1 / 2，另一個就是自旋-1 / 2；要麼就是同方向量子自旋，即電子和質子都是自旋+ 1 / 2或者自旋-1 / 2。如果自旋是反向排列，那麼就處於最低能態；如果自旋是正向排列，那麼電子旋轉就有一定概率是自發翻轉，釋放一個特定頻率的獨特光子，該頻率為1420405751.77赫茲。
有趣的是，氫原子自旋躍遷速率較慢，相當於2.9× 10^-15逆秒，如果我們將它轉換成宇宙時間和宇宙長度標準，就相當於1090萬年和1090萬光年，相當於大約330萬秒差距。 #媒体手记#
✋热门推荐