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【恒星|宇宙诞生才138亿年,一颗恒星却有160亿岁,大爆炸理论错了吗?】
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1927年 , 美国天文学家哈勃首次发现 , 在地球上接收到的来自遥远恒星发出的光线 , 其光谱的谱线并不在标准波长的位置上 , 而是谱线的波长都被加长了 , 相当于谱线向红端移动了 , 于是发现了“宇宙红移”现象 , 据此奠定了宇宙正在膨胀的理论基础 。
宇宙的年龄
通过宇宙膨胀的速率、宇宙微波背景辐射等观测结果 , 科学家们利用反推法 , 推算出现有宇宙在138亿年前 , 来源于奇点的大爆炸 , 这个奇点的质量无限大、体积无限小、能量无限高 , 在奇点之外没有任何时间与空间 。
随着奇点内部量子涨落现象的发生 , 奇点在一瞬间向外膨胀 , 将无穷多的物质和能量播撒出去 。 待到大爆炸38万年之后 , “炸”出的宇宙空间才从“浓稠”的“宇宙汤”状态冷却下来 , 光子才穿越出来 , 宇宙从此走出了黑暗时代 。
后来 , 逐渐才形成了自由原子、电子 , 继而结合成最简单的气体分子氢和氦 , 在万有引力作用下开始发生聚集 。 当聚集的氢和氦越来越多 , 核心区的温度和压力达到一定程度以后 , 在量子隧穿效应的加持下 , 氢元素开始在核心区发生核聚变反应 , 宇宙中第一批恒星才开始形成 。 由此可见 , 宇宙中的恒星 , 肯定是滞后于奇点大爆炸的 , 也就是说 , 无论多古老的恒星 , 其年龄都不可能大于138亿岁 。
“超过宇宙年龄”的恒星
然而 , 科学家们在对一颗观测时间很久的恒星进行年龄测定时 , 发现这颗恒星的年龄异常古老 , 甚至超过了138亿年 , 达到了惊人的160亿岁 , 这明显与刚才的宇宙诞生和演化模型不符 。 这颗古老的恒星编号为HD 140283 , 位于天秤座方向 , 距离地球约190光年 。
HD 140283被发现以后 , 由于距离地球较远 , 观测条件不够先进 , 这颗看似“普通”的恒星就很少有人再继续关注了 。 不过 , 随着哈勃太空望远镜的升空 , 对全天空的恒星开展了比较精密的观测 , 得到了很多之前始终没有的珍贵数据 。 有科学家对哈勃观测的恒星数据进行了系统分析 , 当研究到HD 140283时 , 计算出该恒星的年龄少说有也146亿年以上 , 最大值甚至能达到160亿年 , 显然这与宇宙诞生的时间相悖 。
后来 , 欧洲航天局根据依巴谷卫星的测量结果 , 又再次印证了这一结论 。 于是 , HD 140283成为被人类发现最为古老的恒星之一 , 并且以圣经中最长寿的人物“玛土撒拉”命名 。 与此同时 , 该恒星与宇宙年龄产生的“年龄悖论” , 也成为科学家们争相研究的重点课题 。
需要说明的是 , 无论是哈勃太空望远镜 , 还是依巴谷卫星 , 它们所收集到的有关恒星光谱数据、光度数据、距离数据等等 , 都是真实无误的 。 那么造成这个悖论的原因 , 只能有两个 , 要么是宇宙的年龄推算有错误 , 要么恒星的计算方法有问题 。
宇宙年龄的推测发生了错误?
除此之外 , 近年来科学家们对宇宙膨胀的速率测算 , 又有了新的发现 。 2013年时 , 欧洲普朗克卫星通过观测到的宇宙微波背景辐射等相关数据 , 测算出宇宙膨胀的速率为67.4公里/(秒*百万秒差距) , 在此基础上推测出宇宙的年龄为138.2亿年 。 但近几年 , 科学家们对哈勃常数又进行了精密测量和修正 , 认为宇宙膨胀的速率将达到82左右 , 通过这个速率来测算的话 , 宇宙的年龄将缩短到114亿年 。 这个结果 , 将进一步拉大HD 140283的“年龄悖论”问题 。
至于能产生这个悖论的第一个原因 , 宇宙年龄出现了错误 , 在这一点上 , 一个是到目前为止 , 科学家们还没有意识到相关观察的误差存在 , 第二是宇宙的演化模型根本不正确 。 但是 , 从目前的宇宙学理论研究来看 , 对宇宙演化的基本模型 , 已经解释通了很多疑难问题 , 已经成为科学界的共识 , 在这方面如果没有出现颠覆性的反例 , 或者足以推翻之前理论的突破性创新 , 想重新确立宇宙演化模型是根本不可能的 。
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