科學家發現一種宇宙悖論,開始懷疑宇宙的起源

2021-01-18 尖端1號

科學家發現一種宇宙悖論，開始懷疑宇宙的起源。而這種悖論就是，科學家已經確認一顆比宇宙還要古老的恆星。這到底是怎麼回事？

難以置信，如果宇宙有138億年的歷史，那麼一顆恆星怎麼會有超過140億年的歷史呢？換句話說，一顆恆星怎麼可能比宇宙更古老呢？

但是這張來自數位化天空測量(DSS)的巡天圖像向我們顯示了銀河系中最古老的恆星，它的年齡已經被科學家確認。它的名字是瑪士撒拉星，編號HD 140283，距地球190.1光年。天文學家將這顆恆星的年齡精確到大約在139至147億年之間，這個年齡比宇宙還要老，科學家完全沸騰了！這個年齡已經超出我們的認知！

實際上，這顆恆星在一百多年前就已經被發現，此後的一百多年來，天文學家一直在觀察天秤座中這顆奇特的恆星，它距離地球約190光年。它以每小時130萬公裡每小時的速度在天空中快速飛行。但顯然，HD 140283的年齡是吸引科學家研究它的重要原因！

歷史觀測：離譜的160億年？

2000年，科學家們試圖通過歐洲航天局(ESA)的Hipparcos衛星觀測來確定這顆恆星的年代。Hipparcos衛星估計有160億年的歷史。這樣一個數字相當驚人，也相當令人不解。正如賓夕法尼亞州立大學的天文學家霍華德·邦德指出，由對宇宙微波背景的觀測確定的宇宙年齡是138億年。這兩者的差距明顯過大。

從表面上看，這顆恆星的年齡預測給科學家們帶來了一個大問題：一顆恆星怎麼可能比宇宙更古老呢？或者反過來說，宇宙怎麼可能更年輕呢？在宇宙誕生之前的20億年它怎麼可能誕生？當然，這是不可能的。

隨後科學家開始在此研驗證160億的初始數據是否準確，他們仔細研究了11組觀測數據，這些數據是2003年至2011年間由哈勃太空望遠鏡的精密制導傳感器記錄下來的，這些傳感器記錄了恆星的位置、距離和能量輸出。尤其是在獲取視差、光譜學和光度測量後，科學家可以確定更精確的年齡。

不過，一個首要問題是恆星距離我們的精確距離，只有知道距離我們才可以更好地確定它的光度，隨後推測它的年齡，因為固有光度越亮，恆星就越年輕，這也就是視差效應的應用，這意味著科學家要隔6個月觀察這顆恆星，尋找由於地球軌道運動而導致的位置變化，這告訴我們距離。

科學家表示，另一個重要的因素是，恆星中的氧含量是最重要的。HD 140283的氧鐵比例比預測的要高，而且，由於宇宙中有幾百萬年的時間沒有充足的氧，這又一次證明了這顆恆星的年齡沒有160億年那麼離譜。

隨後科學家提出了一個新的數值，它們估計HD 140283的年齡為144.6億年，比之前宣稱的160億年有了顯著的減少。然而，這仍然超過了宇宙本身的年齡，但是科學家們提出了存在8億年的剩餘不確定性，這樣才使得恆星的年齡與宇宙的年齡相一致，不過這顯然不是最終的答案。

140億年的驚人結論

為了得到更精確的答案，科學家再次集結進行研究。經過進一步的改進，HD 140283的年齡又下降了一點。2014年的一項後續研究將這顆恆星的年齡更新到了142.7億年。經過層層推到，最後所得出的結論是，它的年齡約為140億年！比宇宙老了2億年！

然而，科學家認為這個問題還沒有得到解決。2019年7月，在加州聖巴巴拉市的Kavli理論物理研究所舉行的頂級宇宙學家國際會議上，天文學家們對提出宇宙不同年齡的研究感到困惑。他們觀察了相對較近的星系的測量結果，結果表明，與宇宙微波背景輻射確定的年齡相比，宇宙要年輕幾億歲。

宇宙真實年齡？不是138年？

事實上，根據歐洲普朗克太空望遠鏡(European Planck space telescope) 2013年對宇宙輻射的詳細測量，宇宙遠不是138億年，而是114億年。提出並支持這項研究的人之一是諾貝爾獎得主、馬裡蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科學研究所的亞當·裡斯。這些結論是基於埃德溫·哈勃於1929年提出的宇宙膨脹的觀點，但是新的發現表明膨脹率實際上比普朗克提出的膨脹率高10%左右。

事實上，普朗克小組確定的膨脹速率是每百萬秒67.4千米/秒，但是最近對宇宙膨脹速率的測量表明是73或74。裡斯說，這意味著對今天宇宙膨脹速度的測量和基於早期宇宙物理的預測是有區別的。該研究導致一些已被接受的理論不得不重新評估，同時也表明，關於暗物質和暗能量仍然相當深奧，因為這一切可能是這些神秘的物質在背後「操作」。

眾所周知，哈勃常數越高，表明宇宙的年齡越短。恆定的67.74千米/秒每百萬秒得出了138億年的年齡，而如果是73，甚至像一些研究顯示的那樣高達77，將表明宇宙的年齡不大於127億年。這種差距間接表明HD 140283比宇宙更古老。甚至後來一項研究提出哈勃常數為82.4，表明宇宙的年齡只有114億年。

當然，有科學家認為這些答案的關鍵在於宇宙的進一步細化。甚至科學家漏掉了造成這種悖論的某些東西也說不定，但是這顆恆星高達140億歲的年齡仍然讓所有人匪夷所思！

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