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1609年 , 伽利略将世界上第一台天文望远镜指向了宇宙深空 , 从此之后 , 人类对宇宙的认知就开始迅速增加 , 时至今日 , 人类已经通过大量的宇宙观测数据 , 建立起了一套较为完整的宇宙学 , 并以此来描述宇宙的过去、现在以及未来 。
然而宇宙的神秘却远超人类的想象 , 以至于宇宙中有不少的现象 , 人类的宇宙学都无法给出完美的解释 , 比如说在190光年外 , 就有一颗“不该存在的恒星” , 挑战着人类的宇宙学 。
这颗恒星在天空中位于天秤座 , 除了“HD 140283”这个没啥辨识度的编号之外 , 它还被人们称为“玛士撒拉星” 。
玛士撒拉是《圣经》中记载的一个非常长寿的人 , 人们将这颗恒星以此命名 , 其原因当然也是因为它很长寿 , 具体有多长寿呢?说出来你可能不信 , 如果按照人类的宇宙学来讲 , 那么它可能比宇宙还要古老 。
时间来到2000年 , 天文学家在根据依巴谷卫星的测量数据计算相关恒星的年龄时 , 意外发现了一颗“不该存在的恒星”(也就是玛士撒拉星) , 计算结果显示 , 它的年龄居然可以高达160亿年 , 而根据人类的宇宙学 , 宇宙的年龄也只有138亿年 。
看到这里相信大家一定会比较好奇 , 天文学家到底是怎么计算出一颗恒星的年龄的?我们不妨来简单了解一下 。
宇宙中恒星的演化速度都异常缓慢 , 以人类的视角来看 , 往往几个世纪都无法观测到恒星的任何变化 , 为了探寻恒星的演化规律 , 天文学家不得不采用统计的方法 , 他们以恒星的表面温度或光谱类型为横轴 , 以恒星的绝对星等或光度为纵轴 , 将已经观测到的恒星标识在其中 , 于是就有了“赫罗图”(Hertzsprung–Russell diagram) 。
通过“赫罗图”可以分析出 , 虽然宇宙中的恒星多得难以计数 , 但是它们的演化却是很有规律的 , 标识的恒星越多 , 这个规律就越明显 , 在经过长时间的积累之后 , 天文学家只需要测量出某一个恒星的表面温度或光谱类型 , 以及绝对星等或光度 , 就可以根据“赫罗图”来判断出它的类型和当前所处的演化阶段 。
在此基础上 , 天文学家只需要测量出构成恒星的氢和氦的相对丰度 , 以及恒星的质量(注:恒星的质量决定了恒星演化过程及其内部核聚变的速率) , 就可以利用已知的恒星演化模型进行拟合 , 进而计算出恒星的年龄 。
言归正传 , 在发现玛士撒拉星这颗“不该存在的恒星”之后 , 天文学家认为 , 这应该是因为观测数据不够全面的原因 , 在接下来的日子里 , 他们利用来自哈勃望远镜、盖亚卫星等观测设备的数据对其进行了更加全面和深入的分析 。
随着相关研究工作的持续 , 玛士撒拉星的年龄范围也在不断地缩小 , 在2018年的时候 , 天文学家给出了他们的最终研究结果:玛士撒拉星的年龄为139(±7)亿年 。
很明显 , 这个研究结果仍然在挑战着人类的宇宙学 , 因为它存在着一个7亿年的误差 , 也就是说 , 玛士撒拉星的年龄最低为132亿年 , 最高则可达到146亿年 , 这就意味着 , 它依然可能是一颗比宇宙还要古老的恒星 。
值得注意的是 , 宇宙年龄的估算有一个重要的依据——哈勃常数(Hubble constant) , 我们可以简单地理解为 , 哈勃常数是一个表征宇宙膨胀速率的一个常数 , 如果我们测量出来的哈勃常数越小 , 宇宙的年龄就越大 , 反之亦然 。
在过去的日子里 , 天文学家将哈勃常数取值为67.66±0.42(km/s)/Mpc(这个数值是根据普朗克卫星对宇宙微波背景的观测数据计算出来的) , 并据此计算出宇宙的年龄大约为138亿年 。
然而在2019年的一项研究结果却显示 , 利用引力透镜效应的观测数据表明 , 哈勃常数的值应该约为82.4(km/s)/Mpc , 据此计算 , 宇宙的年龄就只有大约114亿年 。 可以看到 , 如果这项研究最终得到验证 , 那么就算玛士撒拉星的年龄取值为最低(132亿年) , 也比宇宙古老得多 。
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