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宇宙以其骇人的浩瀚 , 唤醒了人类早期哲学家和诗人的思想 , 例如想想众多讨论空间本质的希腊思想家 。 令人惊讶的是 , 在银河系之外存在某种物质的可能性 , 只是在上个世纪20年代才出现 , 科学家们发现星云位于银河系之外 , 因此天文学家开始研究宇宙 , 它似乎比以前认为的更古老更大 。
随着大爆炸理论的建立 , 人们对宇宙的年龄和起源有了重要的发现 , 这可能是人类有史以来最有趣的理论之一 , 然而在科学中没有什么是完全确定的 , 同样的道理也适用于宇宙的诞生和进化的理论 。 实际上有一颗非常罕见而奇怪的恒星 , 距离我们200光年 , 可以揭示一些关于我们计算的大问题 。 最近的测量表明 , 这个发光的物体至少在大爆炸前两亿年就形成了 , 这怎么可能?难道有什么方法可以用来估计一颗恒星的年龄?关于宇宙年龄的计算是错误的吗?或者是否有可能在大爆炸之前就存在某种东西?
那颗声称比宇宙还要古老的恒星称为玛土撒拉星 , 它位于天秤座 , 距离我们大约190光年 , 这个名字可能是最合适的名字之一 , 因为玛土撒拉是一位犹太先知 , 他是圣经中最古老的人物 , 有969岁高龄 。 我们可以将这个恒星定义为亚巨星 , 其成分中金属含量非常少 , 它可能诞生于一个相继被银河系捕获的矮星系中 。
玛土撒拉星以每小时130万公里的巨大速度飞向地球 , 因此天文学家把它列入了宇宙中高速恒星的名单 。 科学家是如何理解玛土撒拉星的这种固有运动的?科学家利用多普勒效应来分析星系和恒星的光谱 , 如果某些被称为发射线的特殊线被转化成蓝色 , 这意味着恒星正在向地球移动 。
玛土撒拉星最令人震撼的特征是他的年龄 , 科学家们在2000年试图估算它的年龄 , 但得出的阶段毫无意义 , 只有161年 , 考虑到最近对宇宙年龄的测量 , 确定了大约138亿年的值 , 研究人员试图用不同的方法 , 来修正最初估计的恒星年龄 。 2003年到2011年间 , 美国宇航局哈勃太空望远镜的精细制导传感器 , 对这颗恒星的视差进行了进一步的研究 。
视差可能是测量恒星距离最著名的方法 , 实际上它是基于被观测物体的位移 , 与观测者的位置变化有关 , 当地球围绕太阳运行时 , 它们在空间中的坐标会发生一些小的变化 , 这些研究对于更严格的估计恒星的年龄 , 和另一个主要指标——氧气非常重要 。 在大多数观测到的恒星中 , 氧并不是那么丰富 , 但在玛土撒拉星中 , 这种元素相对于其他原子的比率特别高 。 这一事实加上视差和其他参数 , 如恒星中存在的放射性元素的辐射 , 是我们确定玛土撒拉星可能有大约144.6亿年的年龄 。
2014年进行了进一步的研究 , 这颗恒星的年龄被细化为142.7亿年 , 然而如果我们考虑这项研究提供的误差范围 , 玛土撒拉星肯定至少还有140年的历史 , 这仍然比宇宙的年龄早两亿年 , 这怎么可能?我们将尝试强调关于这个问题的主要假设 , 科学家们需要知道的最重要的事情是对宇宙年龄的精确测量 , 虽然普朗克观测得到的数值非常准确 , 但仍然不能确定计算138亿年的假设是否完全正确 。
该怎样估计宇宙的年龄?
第一种方法是通过大量的放射性元素 , 一些特殊的重元素如铀 , 在其原子核中有大量的质子和中子 , 往往不那么稳定 , 因此它们通常会在十年内释放出不同类型的辐射 , 比如阿尔法粒子 , 衰减力遵循负指数低 , 此外铀存在各种类型 , 称为同类素 , 它们的不同仅仅是因为中子的数量 。 例如235铀有235个核子 。 第一种同位素的衰变时间比另一种短 , 因此虽然这两种同位素 , 在早期宇宙中几乎以相同的数量存在 , 但在今天238U相对越来越丰富 , 通过测量现在和过去这两者之间的比例 , 我们自然就得到了宇宙100亿年的估计年龄 。
为了更精确还开发了其他方法 , 主要的一个与哈勃常数有关 , 哈勃在1929年发现的 , 是天文学中最著名的定律之一 。 他指出恒星或星系远离我们的速度越快 , 其距离就越远距离和速度通过一个常数成线性关系 , 这个长数叫做哈常数长数 , 这个常数最初是由天文学家 , 以非常低的精确度计算出来的 。
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