你怎麼比宇宙還要老!嚴重超齡的恆星之謎,瑪土撒拉

2020-12-06 小許愛學習

瑪土撒拉(Methuselah)是聖經故事中最長壽的人，享壽969歲，堪稱世界級人瑞；瑪土撒拉同時也是宇宙中最老的星星，在HD星表中的編號是「HD 140283」。根據歐洲太空總署的觀測，它已經高齡160億歲了。

瑪土撒拉

正如一般的高齡恆星，瑪土撒拉主要由氫氣與氦氣組成，缺乏金屬成分，因為較重的金屬元素在早期宇宙中非常少見。

大家在網上看到的宇宙的年齡，應該都會得到這樣的答案：「目前推測宇宙年齡約140億年。」但是，這根本就不合理啊！宇宙裡的星星怎麼可能比宇宙本身還要老呢？難道它在大爆炸之前就已經存在了？

HD 140283

要理清這個謎團，必須先知道恆星的年齡該如何判定。年齡判斷守則第一條：確認距離才能決定年齡。

我們都知道，越年輕的恆星越明亮，但遙遠的恆星從地球上看起來會比較暗。掌握恆星跟地球之間的距離，才能回推恆星實際上發出的光芒強度，並進一步得知恆星年齡。

可是，距離的測量並非易事。這樣說吧，當你在高速公路上往車窗外看，較遙遠的山脈或高樓會以相對緩慢的速度後退。同樣的道理，當地球在繞日軌道上公轉，你也能看到遙遠的星體悄悄地移動。

理論上，由於我們已經清楚繞日軌道的大小，因此只要比較某顆星在不同晚上的位置變化，就能推算出它跟地球的距離。然而，大部分恆星距離我們實在太遠，移動的幅度往往極為微小，因此這項測量實際上並不容易。

地球的公轉

時隔半年，地球公轉到太陽的另一側，可觀測到恆星在不同的位置。理論上，我們能從恆星移動的距離推知它與地球的距離。

賓州大學的天文學家Howard Bond 和研究團隊重新檢視哈伯太空望遠鏡在2003 到2011 年間的觀測數據，想要參透這顆恆星的年齡之謎。

Bond 提到：「HD 140283 的精確距離是推算年齡時的不確定因素之一。」而除了距離之外，他們也重新考慮恆星核融合的理論模型。團隊假設外層的氦氣會向中心擴散，導致可作為燃料的氫氣減少。如此一來，恆星融合併老化的速度更快，反推回去的年齡應該要更小。他們也發現HD 140283 中的氧氣量高出預期，而氧元素要在大爆炸後幾百萬年才出現，這個線索再度顯示了恆星應該比原先的預估要來的年輕。

根據恆星的移動測量距離

他們最終在2014 年估計HD 140283 的真實年齡大約是142.7 億年，誤差正負8 億年。也就是說，就算已經重新考慮了那麼多因素，還是得有頗大的測量誤差才能讓這顆恆星低於宇宙年齡。那麼反過來想，會不會138 億年這個數字也該被重新檢視一下？

宇宙到底有多老？這個問題的答案其實隨著最新的觀測而不斷變動。藉由觀測大爆炸殘留下來的熱輻射，可以回推宇宙膨脹的程度，以及相對應的年齡。普朗克太空望遠鏡在2013 年利用這種方法，得出了138 億年，也就是我們目前熟知的標準答案。

天文物理學家哈伯曾在1929 年提出「宇宙膨脹說」，並宣稱我們在宇宙中的鄰居們正持續地遠離地球，速度正比於其與地球的距離。因此，另一種幫宇宙測齡的方法，就是透過星體的距離和遠離地球的速度，來推算大爆炸的時間點。近期的觀測結果指出：宇宙的年齡大約127 億年，另一則研究得到的結果則僅僅只有114 億年。這或許表示我們目前對早期宇宙和膨脹理論的了解仍不夠完備，而許多科學家認為可能是暗物質或暗能量在其中搞鬼。

HD 140283位置，紅叉的位置

不過別的先不談。我們的難題還是懸而未決，HD 140283依舊嚴重「超齡」，而且現在情況似乎更不樂觀。

究竟是觀測有誤差，導致HD 140283 年齡被高估；還是宇宙學理論尚未完整，宇宙其實比想像中更老？

「過往科學發展的經驗告訴我們，應該是兩者皆有」，英國阿斯頓大學的物理學家Robert Matthews提供了他的預測。他認為，暗能量的強度隨著時間而有所消長，膨脹速度也因此忽快忽慢。要驗證這個理論，可能需要重力波的幫忙。

宇宙大爆炸

所謂重力波，是兩個巨大的質量互相繞行所產生的時空漣漪，從它的頻率能夠計算出兩個質量的大小，以及撞擊將釋放的能量多寡。當重力波橫跨遙遠的宇宙，這股能量會隨著距離衰減。於是我們便可以從地球上觀測到的重力波能量，反推出重力波源和我們的距離。

只要有距離和速度，就能建構哈伯定律，推論出宇宙的年齡。速度的部分可以交給可見光。當光源遠離我們，波長會被拉長，顏色會偏向紅色，其程度和光源的速度有關。因此，利用撞擊發出的可見光，便能推測星體遠離我們的速度。

宇宙膨脹

儘管愛因斯坦的廣義相對論中早已預測重力波的存在，它卻一直到2015 年才首次現形，顯示其觀測的困難。不過，在未來的幾年內，科學家計劃觀測兩顆中子星的撞擊，有機會在重力波觀測上獲得重大的突破。屆時可能會讓科學家對哈伯定律和宇宙的年齡有全新的看法。

如此看來，「超齡恆星」的謎團大概還會讓天文學家再頭痛一陣子，不過也有望為觀測技術和宇宙學理論帶來嶄新的發展。

相關焦點

  • 這顆恆星的年齡竟然比宇宙還要古老
    但是在2020年，卻發現了一顆恆星，它的年齡竟然比宇宙還要古老！有人猜測至少是兩者之間有一個年搞錯了。也有可能兩個都弄錯了。畢竟，我們對於宇宙年齡，恆星年齡的研究都是從極其遙遠地方傳來的一丁點無線電波裡面得來的，只要有一點點誤差，一個以前沒注意到的理論修正，結論就會完全不同。
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  • 一顆比宇宙還古老的星球,但是這怎麼可能
    宇宙中最古老的恆星，是編號為HD 140283、也被稱為瑪土撒拉星的一顆恆星。它有145億年的歷史，這個數字根本是令人難以置信的，因為我們的宇宙只有138億年歷史。這怎麼可能呢？怎麼可能會存在比空間、時間乃至整個宇宙更早的東西出現呢？
  • 比宇宙更老的恆星?它究竟多少歲了?
    還要注意的是，估計的恆星年齡有更大的不確定性(恆星年齡為5.5%，宇宙年齡為0.1%)。這意味著這顆恆星的年齡估計的下限，即136.6億到137.9億年這個間段，很容易落入宇宙的估計年齡範圍內。所以科學家們並沒有說他們發現了一顆比宇宙更古老的恆星。相反，他們說「HD 140283的年齡有一定的不確定性，而宇宙的年齡有一定的不確定性，估計並不完全重疊。
  • 真的存在比宇宙更古老的恆星嗎?
    今天，上仙便帶各位來看看這是怎麼一回事。瑪土撒拉星是一顆位於天秤座的貧金屬次巨星(一種介於主序星和巨星之間的臨界天體)。這顆恆星距離我們地球有190.1光年，它的視星等為7.223。2003年，NASA天文學家首次通過哈勃望遠鏡對這顆恆星進行觀測，直到2010年發布報導。長達七年的研究觀察，通過對瑪土撒拉星的距離、速度、亮度、成分等進行分析計算，最終得出一個令人咋舌的結論，這顆恆星的年齡為144.6億歲。也就是說，它存在的年歲，比宇宙還要古老。
  • 比宇宙還要老的恆星,年齡為160億歲?量子力學或許能夠解釋!
    這個宇宙中存在一個比宇宙年齡還要大的恆星，難道在宇宙誕生之前就存在恆星嗎？我們認為的宇宙大爆炸理論是錯誤的嗎？ 首先，我們先了解一下這顆所謂比宇宙還要老的恆星——Methuselah(hd 104283)。
  • 世界十大最古老樹木之首 瑪土撒拉樹4800歲
    據最新統計，世界十大最古老樹木之首的瑪土撒拉樹便有4800多年歷史。 據了解，生長在美國加州茵友國家森林的瑪土撒拉樹，是一棵狐尾松，這種樹的生長速度極為緩慢，但是樹葉卻可以在40年時間裡常綠。 為了保護這顆名為瑪土撒拉的書，美林務局從不透露該樹的準確位置。 而在聖經中，出現在創世紀，活了969歲的瑪土撒拉亦是最長壽的。
  • 「瑪土撒拉星」之謎:宇宙中為何有比宇宙本身還古老的恆星?
    浩瀚的宇宙中，不僅承載著人類諸多美好的希冀，同時也隱藏著許多人類尚不知曉或難以理解，甚至是顛覆認知的問題，比如位於天秤座一顆被稱為「HD140283」的神秘恆星。
  • 「瑪土撒拉星」之謎：宇宙中為何有比宇宙本身還古老的恆星？
    important}浩瀚的宇宙中，不僅承載著人類諸多美好的希冀，同時也隱藏著許多人類尚不知曉或難以理解，甚至是顛覆認知的問題，比如位於天秤座一顆被稱為「HD140283」的神秘恆星。，已經被人類觀察超過了一個世紀的時間，而它真正引起科學家注意的，並不是因為它被發現的如此之早，而是因為它古老的年齡之謎。
  • 宇宙138億歲,這顆恆星卻有160億歲!比宇宙還要古老?
    而這顆編號為DH140283的恆星，居然比宇宙還要古老。於是人們將《聖經》中活了969歲的長老「瑪士撒拉」之名，賜予了這顆恆星。這顆「貧金屬」超巨星的主要成分是氫和氦，含鐵量極少，科學家認為，這樣的成分組合表明「瑪士撒拉」一定是在鐵元素極為稀有的遠古時期形成的。但是它再古老也不可能比宇宙還要古老，所以要麼是恆星的年齡錯了、要麼是宇宙的年齡不對。
  • 比宇宙還「長壽」的恆星,它存在了144億年,宇宙才138億歲!
    如今宇宙已經138億年的壽命了，在偌大的宇宙中存在著無數顆星體，這些星體都是宇宙誕生後他們才出現的，但是其中卻有一顆與眾不同的恆星，它已經存在了144億年了，而宇宙也才138億歲，這是怎麼回事呢？之所以把這顆恆星叫做瑪士撒拉，是因為在《聖經》中，瑪士撒拉活了969年，在西方被當作長壽的代名詞，這顆恆星在宇宙中也存在了160億年的時間了。
  • 一顆「比宇宙還老」的恆星指出「宇宙大爆炸」的缺陷
    一顆「比宇宙還要古老」的恆星讓科學家們感到困惑，這表明大爆炸理論可能存在根本性的問題。根據愛因斯坦的廣義相對論，對宇宙膨脹率的詳細測量表明，大爆炸發生在138億年前。然而，最近使用哈勃太空望遠鏡對一顆名為「瑪士撒拉星」的恆星進行的分析表明，它有145億年的歷史，比宇宙還要古老7億年。瑪士撒拉星的代號為HD 140283，於1912年首次被編入目錄，距離地球只有190光年。對這顆恆星的分析顯示，它所含的鐵非常少，這表明它是在這種元素在宇宙中變得普遍之前形成的。
  • 科學家發現一顆恆星，比宇宙早出現了2億年，顛覆宇宙大爆炸？
    HD140283（瑪士撒拉星）是宇宙中最古老的恆星，它有145億年的歷史了，這個數字很難讓人理解，畢竟我們的宇宙只有138億歲。這怎麼可能？怎麼可能有比時空和整個宇宙更早出現的東西？除此之外，在6個月的時間裡，邦德還研究了視差效應，也就是一顆恆星的視差位置相對於遙遠背景的改變相對於觀測者的位置，這可以讓你更好地計算恆星的亮度，和它到地球的距離之間的比率。在這項研究中，恆星的年齡越老，其亮度就越暗，這並不能證明之前估計的恆星年齡是正確的。所以他認為，在最初的計算中出現了錯誤，恆星的年齡是通過核反應的速率來測量的。
  • 先有宇宙,還是先有恆星呢?科學家發現一顆恆星比宇宙還古老
    意味著它有可能，比宇宙本身年代更為久遠！到底科學家是怎麼樣解釋這個謎團的呢？我大爆爆很驚訝，竟然比宇宙還要老的是『何方神聖』？在宇宙形成初期，宇宙中只有『氫和氦』等『較輕』的元素，而現存所有『更重』的元素 ，都是經過長年的『恆星演化』和『核融合』產生，再經由，『恆星死亡』的時候發生的猛烈爆炸。
  • 科學家發現，這顆恆星比宇宙還古老！真的有平行宇宙嗎？
    地球和太陽是怎麼形成的等等，但是這個謎極其複雜，所以人類要想探清楚究竟並非易事。而這個理論就是我們耳濡目染的宇宙大爆炸之說。根據宇宙大爆炸之說，我們的宇宙實際上是起源於一場大爆炸。科學家通過使用衛星觀察以及捕獲到的宇宙微波背景進行研究，驚奇地發現宇宙大爆炸發生在138億年前。在138億年前一個名為奇點的東西發生了爆炸，隨後誕生了中子、質子以及電子等不同形態的基本粒子。
  • 銀河系恆星怪胎榜:有一個恆星竟可能比宇宙早8億年誕生
    你知道恆星是怎麼發光的嗎？是因為在恆星內部發生了核聚變，將一堆氫熔化成氦，在這過程中質量虧損轉變了能量，從而照亮了恆星周圍。　　在浩瀚的宇宙中，有一些恆星與其他恆星略有不同。它們不滿足於像一個巨大的迪斯科舞廳那樣簡單地照亮夜空，它們變焦、閃爍、昏暗，甚至四處遊蕩，似乎比實際的宇宙還要古老。
  • 一顆139億歲的恆星，比宇宙還古老1億年，它是從哪裡來的？
    比宇宙還古老的恆星距離地球190光年的天秤座，存在一顆十分奇怪的恆星：「HD 140283」，它也被稱為瑪土撒拉星，是目前人類發現的最古老的恆星之一，早在一個世紀之前，就有科學家發現了這顆恆星，但是在2000年才有科學家針對這顆恆星進行具體的觀測，當時歐洲天文局的「依巴谷衛星」發現了這顆恆星，它距離地球190光年，一開始計算出這顆恆星的年齡是160億歲，比宇宙還要古老20億年。
  • 科學家發現一顆恆星,比宇宙還大22億歲
    不過，前段時間，來自歐洲的天文學家在多年的研究後，發現了一顆非常奇怪的恆星。我們知道，此前科學家們經過測算，最終判定宇宙的年齡大約在138億年左右。此外，宇宙大爆炸發生之前，宇宙中的一切都是不存在的，所以，如今宇宙中的一切天體，它們的年齡都不應該比宇宙年齡還要大。
  • 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？
    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。
  • 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?
    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。