1989年,ESA的「依巴谷高精視差測量衛星」發射升空,該衛星在太空中工作了大約6年,期間為我們傳回了大量的高精密度天體位置數據以及測光數據,從而讓我們人類對宇宙深空中的那些恆星有了更進一步的認知,然而就是這些數據,引出了一個令人困惑的謎題——「瑪士撒拉星」之謎。
在2000年的時候,科學家根據「依巴谷高精視差測量衛星」的測量數據,計算出有一顆編號為「HD 140283」的恆星居然已經存在了160億年,隨後人們將其稱為「瑪士撒拉星」(註:「瑪士撒拉」是《聖經》裡記載的一個活了969年人物,在西方常被用來當作長壽的代名詞)。
「瑪士撒拉星」的直徑約為太陽直徑的1.4倍,位於天秤座,距離地球只有大約186光年(上圖箭頭所指位置),視星等為7.205等。
要知道宇宙才138億歲,很顯然,「HD 140283」的壽命遠遠超過了宇宙本身的年齡,這就令人奇怪了,宇宙中怎麼會存在比宇宙本身還要古老的恆星呢?
為了解開「瑪士撒拉星」之謎,一個由賓夕法尼亞州立大學的天文學家霍華德.邦德領導的研究團隊對此進行了深入的研究,利用哈勃太空望遠鏡從2003年到2011年對大量恆星的觀測數據,他們對相關的計算進行了全面的優化,得出的計算結果是,「瑪士撒拉星」的實際年齡應該是144.6億歲。
(哈勃太空望遠鏡)
可以看到,看上去問題依然沒有得到解決,宇宙才138億歲,這顆恆星卻存在了144.6億年,這應該如何解釋呢?對此霍華德.邦德研究團隊指出,他們的計算結果只是一個估算值,這允許存在8億年的誤差,144.6億年減去8億年之後,就是136.6億年,剛好就比宇宙本身的年齡小。
儘管這樣的解釋似乎還說得過去,但並不令人滿意,比如說伯明罕阿斯頓大學的物理學家羅伯特.馬修斯就曾經提出質疑:你說存在8億年的誤差,是代表144.6億年這個估算值既可以減8億年,也可以加8億年,而「瑪士撒拉星」的年齡必須剛好是這個計算值的下限才可以比宇宙本身的年齡小,這是不是也太巧了?
2013年,霍華德.邦德研究團隊公布進一步的研究結果,即這個估算值應該是139億年,而這個估算值允許存在7億年的誤差,也就是說,「瑪士撒拉星」的實驗年齡最低可以是132億歲,至此「瑪士撒拉星」之謎似乎已經被解開了。
然而事實卻並非如此,在2019年7月的國際宇宙學家大會上,科學家對宇宙本身的年齡提出了新的看法,因為新的觀測資料顯示,宇宙本身的年齡應該比之前計算出的138億年還要小。
我們都知道,宇宙自從誕生以來就一直在膨脹,並且兩個天體之間的距離越遠,它們之間因為宇宙膨脹而互相遠離的速度就越高,因此我們通過測量宇宙現在的膨脹情況,就可以計算出宇宙本身的年齡。
在過去的日子裡,科學家根據來自普朗克太空望遠鏡的數據,計算出宇宙的膨脹速度為67.8±0.77(km/s)/Mpc,這個值被稱為「哈勃常數」,其中的Mpc是指百萬秒差距,大約為326萬光年,意思就是說,對於觀測者而言,距離每增加326萬光年,天體因為宇宙膨脹而退行的速度就會增加67.8±0.77公裡,根據這個數值,科學家計算出了宇宙的年齡為138億年。
(普朗克太空望遠鏡)
但隨著觀測水平的日益提高,科學家發現「哈勃常數」比之前測量的還要大一點,近幾年的測量結果顯示,「哈勃常數」最低都在74(km/s)/Mpc左右,而最高則達到了82.4(km/s)/Mpc。根據計算,如果「哈勃常數」為74,那麼宇宙本身的年齡就應該是127億歲,而如果是82.4,那麼宇宙就只有114億年的歷史。
我們可以看到,按照新的計算結果,即使「瑪士撒拉星」的年齡是132億歲,它依然是一顆比宇宙本身還古老的恆星,由此可見,到目前為止,「瑪士撒拉星」之謎還是沒有完全解開。對此科學家認為,這可能有兩個原因,一是我們的觀測數據不夠精確,二是我們現有的宇宙演化模型不夠全面、甚至還有可能是錯誤的,具體是怎麼回事,還有待進一步的研究。
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