我們是如何計算太陽的年齡的?科學家們用一張圖就解決了

2020-11-08 宇宙V大觀

我們知道,太陽以它巨大的質量,主宰著整個太陽系的秩序。當地球沐浴在太陽傾瀉的能量中時,生命也就此誕生。太陽如今已經度過了漫長的46億年,來到了自己一生的中年階段,當時間消磨掉太陽內部的氫元素,太陽將走完自己一生的路程,變成一顆暗淡的白矮星,人類可追溯的歷史僅有數百萬年,那麼我們是如何知道太陽已經46億歲了呢?

在科學發展的早期階段上,人類發現整個太陽系內的天體形成時間十分相近。整個太陽系起源於一個原始的太陽星雲,當某一天,這團巨大的星雲發生了坍塌,大量的物質匯聚成為了太陽,其它的邊緣角料成為了環繞太陽的各大天體,我們的地球就是其中的一個。因此當我們測量出地球的大概年齡時,就可以確定太陽的大概年齡。

科學家們發現,放射性元素的半衰期非常穩定,且不受外界的溫度和壓力的影響。利用放射性元素可以精確地測量地質年齡,這種方法被稱為放射性定年法。通過大量的測定,科學家們認定地球的年齡大約在46億歲左右,而太陽的形成時間應該比地球要早,因此太陽的年齡應該在46億歲到50億歲左右。

然而在浩瀚而廣闊的宇宙中,像太陽這樣的恆星數之不盡,僅僅在我們的銀河系中都有2000億到4000億顆,它們有的才誕生數億年,而有的已經高達100多億歲,這些數量眾多的恆星大多都距離我們十分遙遠。距離我們最近的一顆也有著4.22光年的距離,我們無法到達這些遙遠的區域去測定它們星系巖石的年齡,那麼我們是如何得知這些遙遠恆星的年齡呢?

來自美國和丹麥的兩位科學家通過大量的觀測和計算,他們發現,雖然宇宙中的恆星種類繁多,各具特色,然而它們的性質主要由兩個參數決定,一個是恆星表面的溫度,另一個是恆星的光度,也就是恆星的絕對星等。而恆星的光度與表面溫度有一定的聯繫,他們把光度與溫度作成一個圖,這就是著名的赫羅圖。赫羅圖的縱軸是光度與絕對星等,而橫軸則是光譜類型及恆星的表面溫度,從左向右遞減,通過赫羅圖恆星數據,科學家們可以著到宇宙中大部恆星的過去、現在和未來。

大部分的恆星往往誕生於同一團原始星雲,當這團星雲能夠誕生10顆以上的恆星,並存在物理性質上的相互聯繫時,我們將其稱之為一個星團。在一個星團內,恆星幾乎都是同時形成,它們各自的壽命也不盡相同,科學家們只要對星團中大大小小許多不同的恆星,進行觀測,再把它們標在赫羅圖上,確定恆星脫離主星序的拐點在哪裡,然後再根據恆星演化模型,推算出這個星團的年齡。而對於一些單獨的孤星來說,測量它們年齡比測量星團年齡複雜得多。

科學家們需要通過旋轉速率、周圍天體的運動、亮度,光譜來計算這顆恆星的質量、燃燒速率,從而利用恆星演化模型來粗略的估算這顆恆星的年齡。雖然利用這些方法,我們已經能夠推算出大部分恆星的近似年齡,然而恆星的演化是一個複雜而漫長的過程,我們只能通過觀察來計算這顆恆星的年齡,這些計算方法並不十分準確,科學家們都在尋找其它更加準確的年齡計算方法。

然而受限於科技的落後,我們連太陽系都無法飛出,想要「近距離」的測量大量的恆星樣本,是一件極為困難的事情。人一生的壽命只有短短的數十年,縱觀人類群體的進化史也才數百萬年,對於大多數人的人生而言,恆星的年齡無關緊要,很有可能當你仰望天空時,你看的只是繁星點點,對於你的生活來說,無非增加了一點浪漫僅此而已,然而對於那些目光深入宇宙的人來說,確定恆星的年齡可能是尋找其他可居住世界,甚至是外星生命的關鍵,或許這才是人類探索宇宙的意義所在

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    「地球的年齡是多少?」在400年前的歐洲,愛爾蘭人詹姆斯·烏雪是這個問題的公認權威。有趣的是,他並非是一位科學家,而是一名大主教。因為在科學革命之前,「地球的年齡」問題是與創世神話聯繫在一起的,因此,「地球的年齡是多少?」最開始是一個神學問題而非科學問題。
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    使用每日手繪圖來測量黑子是我們研究太陽活動如何隨時間上升和下降的最基本方法,也是我們跟蹤太陽活動周期的基礎。在頂部,帕迪拉(Padilla)調整了一組鏡子,這些鏡子將太陽的圖像投射到遠處的觀察室中。回到地面上,他使用了一系列石墨重量不同的鉛筆來勾勒出斑駁的陽光斑點。這個日常瑣事是黑子數的基礎,黑子數是我們對太陽活動的最長記錄。
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    在太陽系當中,只有地球這顆星球是運用出來生命的,雖然說地球現在誕生的時間已經被確定是46億年,但是地球的年齡到底是如何計算出來的呢?很多人都知道地球的年紀,但是並不知道地球的年紀到底是怎麼算出來的。相比較於地球的年紀,人類的年紀就變得非常的簡單好算了。
  • 地球的年齡是多少?科學家們是如何確定的?
    來源:新浪科技新浪科技訊 北京時間5月28日消息,如果你在科學網站或科普書籍上查找地球的年齡,通常會發現結果是「估計為45.4億年」,還有正負5000萬年的誤差。計算地球年齡的工作可以追溯到遙遠的古代。古希臘哲學家亞里斯多德認為,時間是沒有起點和終點的,他也相信地球是無限古老的;古印度的宗教學者則認為,宇宙不斷地爆炸、膨脹和坍縮,然後循環往復,他們計算出地球已經存在了19.7億年。根據布倫特·達爾林普爾(G。