研究各重大宇宙事件計時的學科。其範圍包括宇宙年齡、銀河系年齡、元素年齡和太陽系年齡等。根據大尺度的觀測事實，結合宇宙學基本理論以及各種計時方法，探索宇宙演化主要事件的時間序列及其相互關係。確定宇宙演化事件的年齡主要有3種方法：宇宙膨脹速度計時法、球狀星團計時法和核素年代學計時法。前兩種方法僅用於宇宙年齡計時，最後一種方法可用於宇宙年齡計時、銀河系計時、元素形成過程計時和太陽系的各種事件計時。核素年代學計時法的基本依據是放射性核素的衰變和自發裂變規律（見地球球年齡）、核素起源理論(見元素起源)和相關的天體演化模型。1929年，盧瑟福(E.Rutherford)首先用Pb同位素法研究瞭地球巖石的年齡，50多年來，核素年代學計時法得到瞭迅速的發展，建立瞭各種精密的“核素對”計時法，成為各種宇宙事件和太陽系事件計時的最重要手段。
宇宙年齡 宇宙學傢把宇宙的演化追溯到一個奇點，作為宇宙演化時間序列的開端。“大爆炸”宇宙學認為，我們的宇宙是從一次巨大的原始火球爆炸開始的，宇宙年齡是從“大爆炸”至今的時間間隔。測定宇宙年齡的方法主要有以下3種：
宇宙膨脹速度計時法 宇宙膨脹使各星系彼此迅速離開，星系的退行速度v正比於它們之間的距離d，即v=Hd，式中 H為哈勃常數。哈勃常數的倒數即宇宙年齡。由於哈勃常數的不確定性，獲得的宇宙年齡約為100～200億年。
球狀星團計時法 球狀星團是星系初具雛形時最早凝聚形成的一批天體，是銀河系的最老天體，因此它們可以反映星系，乃至宇宙早期演化的歷史。由於球狀星團中的恒星大致是在相同的時間形成，如果知道球狀星團恒星的質量、發光度、成分及其表面溫度，便可根據恒星亮度和溫度關系的恒星演化赫羅圖來確定星團的年齡，由此獲得宇宙年齡的下限值為100～160億年。
核素年代學計時法 最適合作為測定宇宙年齡的核素是銀河系中早期超新星r過程形成的、半衰期約109～1010年的長壽命放射性核素。這些核素的年齡值可近似地作為宇宙年齡的下限值。目前常用的計時“核素對”有：235U-238U、232Th-238U和187Re-187Os等。根據這些核素現在的豐度比，和元素合成理論所預期的形成時的產率比，可求出銀河系早期超新星事件的年齡，即銀河系年齡或宇宙年齡的下限值。3個核素對計時給出的銀河系年齡范圍是110～180億年。若采用宇宙大爆炸開始至銀河系形成的時間間隔為20億年，由此得到宇宙年齡上限為200億年。
銀河系年齡 銀河系形成至現在的時間間隔。根據銀河系的演化模式、球狀星團計時法、銀河系早期超新星事件的年齡以及235U-238U、232Th-238U和187Re-187Os核素對計時法獲得的銀河系年齡約為100～150億年。
元素年齡 太陽系重元素(即s和r過程合成的核素)形成距今的時間間距。元素年齡通常用r過程合成的“核素對”來計時，如：232Th-238U、235U-238U、187Re-187Os、244Pu-232Th和129I-127I等。元素的平均年齡為62～77億年。
太陽系年齡 太陽星雲聚集，並通過加熱變質、結晶分異、巖石固化過程固結為各自封閉的太陽系固態天體至今的時間。又稱太陽系形成年齡或太陽系固態天體的凝固年齡。可用U－Th－Pb、87Rb－87Sr、147Sm-143Nd和187Re-187Os核素對法測定各天體樣品的凝固年齡。用上述方法獲得的各類型隕石形成年齡的上限為46億年，平均值為45.7±0.3億年。用 Pb同位素演化的兩階段模式求得地球的形成年齡為45.7億年。古老月巖的87Rb-87Sr、147Sm-143Nd內部等時線推算的月球形成年齡為45～46億年。表明太陽系各固態天體大致是在45～46億年前形成的。太陽系的形成年齡一般取為45.7±0.3億年。
太陽系形成間隔年齡 原太陽星雲由銀河星際雲中分出至太陽系形成之間的時間，一般用半衰期 t1/2約為106～108年的核素測定這個間隔年齡。常用的核素對有：129I（t1/2＝1.7×107年）-129Xe，244Pu（t1/2＝8.2×107年）-131-136Xe。這種計時法通過測量早期太陽系中129I衰變遺留的產物129Xe，和244Pu自發裂變的遺留產物131Xe、132Xe、134Xe和136Xe而實現的。得到的太陽系形成間隔年齡約為1.50×108年。
太陽系各天體形成時間的間隔 常用以 L型球粒隕石比烏爾伯萊的形成間隔年齡作為時間零點，其他天體的形成間隔年齡與這個標準相比較求得太陽系各天體形成時間的間隔，即各天體形成的順序。I-Pu-Xe法可測得相對時間差約為100萬年。測定結果表明:碳質球粒隕石同高度分異的鐵隕石之間形成年齡相差約2000萬年。由地球大氣Xe和天然氣井Xe的同位素分析結果推斷，地球相對於比烏爾伯萊隕石形成的時間間距約為1億年；依據月球角礫巖的Xe同位素分析，求得月球相對於比烏爾伯萊隕石形成的時間間隔約為1.4億年。
太陽系各天體形成時間的間隔也可采用初始Sr同位素比值法測定。天體的初始87Sr/86Sr比值，可通過測定Rb含量極貧樣品的Sr同位素組成，或由該天體的Rb-Sr等時線（87Sr/86Sr-87Rb/86Sr關系曲線）在縱坐標上的截距值求得。方法的基本原理是：伴隨太陽星雲凝聚，由於Rb的分餾和87Rb的衰變，引起星雲中87Sr和87Sr/86Sr比值隨時間增加而增大，結果導致後凝聚天體的初始87Sr/86Sr比值大於先凝聚天體的比值，據此可用各天體的初始87Sr/86Sr比值來確定它們的凝聚順序和相對凝聚時間。確定各天體的相對凝聚年齡時，通常用玄武質無球粒隕石的平均最佳初始87Sr/86Sr=0.698990值作為參考零點，這個比值簡稱BABI值（為Basaltic achondrites best ini-tial的縮寫）。測定結果表明各類隕石、月球和地球的相對凝聚年齡約有1.2億年的差別。
參考書目
J.Audouze and S. Vauclair， An Introduction toNuclear Astrophysics，D.Reidel Publ. Co.，London，1980.