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瑪士撒拉星:一顆恆星為何比宇宙還古老?難道是上個宇宙的遺蹟?

由 和光萬物 發表于 藝術2022-02-17
簡介那麼,瑪土撒拉星的年齡是不是宇宙大爆炸理論是錯的呢

恆的右邊念什麼

在距地球約200億光年的天秤座附近,有一顆編號為 “

HD 140283

” 的恆星正以130萬公里/小時的速度穿過我們的銀河系。這顆恆星驚人的速度的背後是120億年前的宇宙恐怖事件,當時新興的銀河系吞噬了它所在的原始矮星系。但是“HD 140283”最有趣的不是它的速度,而是它的年齡。

瑪士撒拉星:一顆恆星為何比宇宙還古老?難道是上個宇宙的遺蹟?

根據天文學家的最新觀測,

“HD 140283”恆星的年齡139億年,誤差為正/負7億年

。鑑於其極端的年齡,HD 140283 被非正式地稱為“

瑪土撒拉星

(Methuselah)”,據說瑪土撒拉是一位活了 969 歲的西方族長。

但是我們都知道,宇宙的年齡為138億年,那麼恆星怎麼可能超過140億年?難道它在大爆炸之前就已經存在了?自然而然,如果瑪士撒拉星確實比宇宙更古老,這就會對宇宙起源的整個現代科學正規化提出挑戰。

  一顆比宇宙本身還要古老的恆星?

瑪土撒拉星於19世紀末發現,為一顆光譜型別為 G0IV-V m-5 的黃色次巨星。它比太陽大 2。04 倍,亮度是太陽的 4。82 倍。這顆恆星的估計質量為 0。780 或 0。805 個太陽質量,表面溫度為 5787 K。鐵含量只有太陽的 0。4%,意味著它一定是在這種元素在宇宙中普遍存在之前形成的。後來它被歸類為

“星族II”星

,重元素含量越高,恆星形成越晚(第一代恆星‘星族III’為無金屬恆星)。

瑪士撒拉星:一顆恆星為何比宇宙還古老?難道是上個宇宙的遺蹟?

在2000年的觀測中,瑪土撒拉星的年齡估計為

160億年

。這個數字一出,引起了眾多宇宙學家的口水仗。宇宙學錯了,恆星物理學錯了,還是宇宙大爆炸錯了?一個明顯的解釋是,我們要麼算錯了宇宙的年齡,要麼算錯了距離(計算恆星的年齡需先確認距離)。

然而,測量恆星的距離並非易事。

天文學家通常使用三角視差來測量距離太陽相對較近的恆星的距離,不過只有當恆星足夠接近以顯示相對於更遠的背景恆星的明顯位置偏移時,才能使用此技術。一旦天文學家對它的距離有了更精確的感知,他們隨後就能夠測量它的內在亮度,反過來又使他們能夠更準確地估計其年齡。

瑪士撒拉星:一顆恆星為何比宇宙還古老?難道是上個宇宙的遺蹟?

根據2018年的測量結果顯示,

測出瑪土撒拉星距離地球約190.1 光年,其年齡為139億年,誤差為正負7億年。

顯而易見,這個結果仍在挑戰現代宇宙學。畢竟瑪土撒拉星的最高年齡來到146億年,在宇宙出現之前就已存在。那麼,瑪土撒拉星的年齡是不是宇宙大爆炸理論是錯的呢?不然,因為估計恆星年齡的中心值只是計算的一部分,必須考慮不確定性,而且宇宙的年齡也在變化。

  宇宙到底有多老?哈勃常數指向一個更年輕的宇宙!

目前估算宇宙的年齡需要用到一個常數——哈勃常數(Hubble constant)。它是表示宇宙膨脹率,決定了宇宙的絕對規模、大小和年齡。哈勃常數值越高,表示宇宙的年齡越年輕,反之亦然。

瑪士撒拉星:一顆恆星為何比宇宙還古老?難道是上個宇宙的遺蹟?

我們已知的宇宙年齡為138億年,是根據哈勃常數值為67。66±0。42(km/s)/Mpc計算出來的——一個距離地球 1 兆秒差距(約 326 萬光年)的物體正在以每秒 67。6 公里的速度遠離我們。但2019 年發表在《科學》雜誌上的一項研究表明,哈勃常數為 82。4(km/s)/Mpc,這表明宇宙的年齡只有 114 億年。這個結果讓科學家分成兩派,一是宇宙學理論需進一步完善,二是暗物質或暗能量在搞事情。

  古老恆星的年齡難道無解嗎?

究竟是觀測有誤差,導致瑪土撒拉星的年齡被高估?還是我們一直算錯了宇宙的年齡呢?這是試圖確定宇宙年齡的天文學家現在面臨的難題——它的解決可能會引發一場科學革命。

瑪士撒拉星:一顆恆星為何比宇宙還古老?難道是上個宇宙的遺蹟?

而解決這個問題的一種方法是使用獨立的方法來測量宇宙膨脹率。其中最有希望的是對引力波的分析——由兩顆大質量恆星合併等令人難以置信的劇烈事件形成的時空漣漪。儘管愛因斯坦的廣義相對論很早就預測了引力波的存在,但它在 2015 年才首次被直接探測到,理論距離成熟階段還很遠。

瑪士撒拉星:一顆恆星為何比宇宙還古老?難道是上個宇宙的遺蹟?

  結語:

毫無疑問,瑪土撒拉星很古老,事實上它很可能是宇宙中最古老的恆星。而且還是一種宇宙奇觀,一種在宇宙開始後不久形成的恆星化石。但筆者有個腦洞,如果它實際上比宇宙更古老,會有什麼影響,它

會是上一個宇宙的遺蹟嗎?

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