科學家稱推導太陽系年齡公式有誤 需要重新計算

2020-11-22 搜狐網

太陽系仍處在嬰兒期


太陽系幾顆星體的對比圖：其中2003 UB313有望成為第10顆行星，其他的為小行星「賽瑞斯（Ceres）」和幾顆太陽系衛星

　　【搜狐科學消息】據《連線》網站報導，近日，美國科學家稱，需要改寫推導太陽系年齡的公式。最新測量數據顯示，公式中的一個假定是錯誤的：即某種鈾的同位素在隕星中出現的相對值總是相同的。

　　亞利桑那州立大學的格雷戈裡稱，「自上個世紀五十年代以來，甚至更早，無人能夠探測到鈾數量的差別，現在我們能夠測量出其微小的差異。」以前估計太陽系年齡大約是40.5億年，這個數字不夠精確，顯示不出100萬年的差別，但最近科學家進行了更詳細的計算，結果得出太陽系年齡大約是45.672億年。按照這個比例，100萬年仍舊是一眨眼的瞬間，代表了45.66億—45.67億年之間的差別，但是這點差別對於理解嬰兒期太陽系非常重要。

　　這項研究還發現了支持這一觀點的證據，即在太陽系誕生之前附近有一顆低質量的超新星爆炸了，為行星的形成提供了重元素。地球化學家通過測量大量放射線同位素來得知巖石的年齡，放射性同位素是有著不同原子質量的同一元素的變體，隕星中的部分被稱為富鈣富鋁難熔包裹體。這些包裹體被認為是最初的固體，它們濃縮了產生太陽和行星的冷卻氣體雲。

　　因為放射性元素以特殊的衰變速率從母同位素衰變至子同位素，科學家能夠通過比較每個同位素的含量來判斷巖石的年齡。目前可接受的太陽系年齡計算得自於兩種同位素的比較，即隕星中的鈾238同位素衰變成鉛206，鈾235同位素衰變成鉛207。這種比較依賴於鈾238和鈾235的比率。早期比率的計算提出了相同的數字：137. 88。這種比率是常數的假設使計算簡單化，允許科學家將兩種鈾值結合成一個單一數字，從公式中排出了變量。利用高精度計算使得鉛同位素測量比鈾同位素測量更容易，所以僅以鉛值為基礎進行太陽系年齡測算被認為是極度精確的。

　　懷疑鈾比率是常數有兩個原因。一是沒有理論支持這個假設。二是根據不夠精確的鈾同位素測量得出的結果與根據鉛同位素測量的結果不一致。格雷戈裡說，「說真的，我們知道太陽系年齡是根據巖石年齡計算出來的，這是最基本的，我們都同意。」

　　為了驗證鈾比率是不是常數，格雷戈裡和同事們從艾倫德隕星中提取富鈣富鋁難熔包裹體樣本，並測量鈾235和鈾238 含量。先進的技術使得他們的測量結果比以前的測量更加精確。格雷戈裡實驗室和另外一名德國合作者實驗室的測量結果都顯示出，樣品中鈾235同位素過量。這意味著在確定早期太陽系物質年齡前，未來的地球化學家不得不首先測量鈾235和鈾238的含量。

　　亞利桑那州立大學的地球化學家安巴爾表示：「並不是說測定太陽系年齡的過程不再有效，但如果你想利用這個同位素系統去得到真正精確的年齡，我們突然意識到，你需要考慮這個變量。」該研究小組還發現，額外的鈾235來自於放射性元素鋦的痕量，放射性元素鋦存在於早期太陽系中，並僅僅形成於某種類型的超新星爆炸。

　　芝加哥大學的安德魯·戴維斯教授稱：「這是人類前進中的重要一步。過去已有許多不成功的試驗，但這次是成功的。我認為這將成為解決難題的重要依據。」（尚力）

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