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宇宙才138亿岁,这颗恒星却存在了144.6亿年,这应该如何解释?

1989年,ESA的“依巴谷高精视差测量卫星”发射升空,该卫星在太空中工作了大约6年,期间为我们传回了大量的高精密度天体位置数据以及测光数据,从而让我们人类对宇宙深空中的那些恒星有了更进一步的认知,然而就是这些数据,引出了一个令人困惑的谜题——“玛士撒拉星”之谜。

在2000年的时候,科学家根据“依巴谷高精视差测量卫星”的测量数据,计算出有一颗编号为“HD 140283”的恒星居然已经存在了160亿年,随后人们将其称为“玛士撒拉星”(注:“玛士撒拉”是《圣经》里记载的一个活了969年人物,在西方常被用来当作长寿的代名词)。

“玛士撒拉星”的直径约为太阳直径的1.4倍,位于天秤座,距离地球只有大约186光年(上图箭头所指位置),视星等为7.205等。

要知道宇宙才138亿岁,很显然,“HD 140283”的寿命远远超过了宇宙本身的年龄,这就令人奇怪了,宇宙中怎么会存在比宇宙本身还要古老的恒星呢?

为了解开“玛士撒拉星”之谜,一个由宾夕法尼亚州立大学的天文学家霍华德.邦德领导的研究团队对此进行了深入的研究,利用哈勃太空望远镜从2003年到2011年对大量恒星的观测数据,他们对相关的计算进行了全面的优化,得出的计算结果是,“玛士撒拉星”的实际年龄应该是144.6亿岁。

(哈勃太空望远镜)

可以看到,看上去问题依然没有得到解决,宇宙才138亿岁,这颗恒星却存在了144.6亿年,这应该如何解释呢?对此霍华德.邦德研究团队指出,他们的计算结果只是一个估算值,这允许存在8亿年的误差,144.6亿年减去8亿年之后,就是136.6亿年,刚好就比宇宙本身的年龄小。

尽管这样的解释似乎还说得过去,但并不令人满意,比如说伯明翰阿斯顿大学的物理学家罗伯特.马修斯就曾经提出质疑:你说存在8亿年的误差,是代表144.6亿年这个估算值既可以减8亿年,也可以加8亿年,而“玛士撒拉星”的年龄必须刚好是这个计算值的下限才可以比宇宙本身的年龄小,这是不是也太巧了?

2013年,霍华德.邦德研究团队公布进一步的研究结果,即这个估算值应该是139亿年,而这个估算值允许存在7亿年的误差,也就是说,“玛士撒拉星”的实验年龄最低可以是132亿岁,至此“玛士撒拉星”之谜似乎已经被解开了。

然而事实却并非如此,在2019年7月的国际宇宙学家大会上,科学家对宇宙本身的年龄提出了新的看法,因为新的观测资料显示,宇宙本身的年龄应该比之前计算出的138亿年还要小。

我们都知道,宇宙自从诞生以来就一直在膨胀,并且两个天体之间的距离越远,它们之间因为宇宙膨胀而互相远离的速度就越高,因此我们通过测量宇宙现在的膨胀情况,就可以计算出宇宙本身的年龄。

在过去的日子里,科学家根据来自普朗克太空望远镜的数据,计算出宇宙的膨胀速度为67.8±0.77(km/s)/Mpc,这个值被称为“哈勃常数”,其中的Mpc是指百万秒差距,大约为326万光年,意思就是说,对于观测者而言,距离每增加326万光年,天体因为宇宙膨胀而退行的速度就会增加67.8±0.77公里,根据这个数值,科学家计算出了宇宙的年龄为138亿年。

(普朗克太空望远镜)

但随着观测水平的日益提高,科学家发现“哈勃常数”比之前测量的还要大一点,近几年的测量结果显示,“哈勃常数”最低都在74(km/s)/Mpc左右,而最高则达到了82.4(km/s)/Mpc。根据计算,如果“哈勃常数”为74,那么宇宙本身的年龄就应该是127亿岁,而如果是82.4,那么宇宙就只有114亿年的历史。

我们可以看到,按照新的计算结果,即使“玛士撒拉星”的年龄是132亿岁,它依然是一颗比宇宙本身还古老的恒星,由此可见,到目前为止,“玛士撒拉星”之谜还是没有完全解开。对此科学家认为,这可能有两个原因,一是我们的观测数据不够精确,二是我们现有的宇宙演化模型不够全面、甚至还有可能是错误的,具体是怎么回事,还有待进一步的研究。

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