登陆注册
13541500000063

第63章 恒星难道比宇宙的年龄还大

常识在宇宙学中有时行不通,但在宇宙年龄的问题上,下面这个常识却是千真万确、颠扑不破的:宇宙必定比最老的恒星还要老。遗憾的是,过去的观测结果始终同这个常识相矛盾。

几年前,天文学界对位于银河系边缘的红色恒星团进行观测,他们认为某些古老恒星高龄可能已达150亿年以上,而宇宙的年龄可能才刚140亿年或不到140亿年。这就奇怪了,难道子女的年龄比妈妈还大吗?甚至天文学家们开始怀疑宇宙学理论是否存在着致命的缺陷,是不是计标宇宙年龄所依据的宇宙膨胀速率的测算出了差错?

当然,也有天文学家对恒星的年龄提出了质疑。Hipparcos卫星实现了突破:它发现球状星团的距离比天文学家们原先所估计的要远。因此,球状星团中的恒星的内禀光度相应地也要增大,而其年龄则应当缩短。

天文学家研究了Hipparcos卫星的观测结果,并对恒星演化过程重新进行了计算,从而得出结论:最古老的恒星的年龄大约为130亿年。

银河系中球状星团是紧凑而密集的恒星区域,在一个直径大约100光年的球形区域内密布着10万颗到几百万颗恒星。许多最老的恒星位于名为“球状星团”的紧密聚集的恒星群内,某一星团内的所有恒星都是在基本上相同的时刻诞生的。

75%的恒星(包括太阳)位于一个扁平的圆盘内,球状星团却位于围绕此圆盘的一个球形“晕圈”中。其他巨大星系也有球状星团,且球状星团的分布方式都差不多。球状星团的位置是星团年龄的一个重要线索。20世纪30年代,德籍天文学家WalterBaade证明,银河系内的恒星可以分为两大类。明亮的蓝色恒星质量较大,属于年轻恒星之列,存在于银盘内。银盘内有大量的气体云,因此恒星形成的过程在银盘内频繁发生,这样银盘内就聚集了大量年轻的、十分活跃的恒星。银晕内的恒星多是比较暗弱的红色恒星。

银河系的晕圈没有多少气体,因此也没有几颗新恒星在晕圈中形成。银晕就像一座年轻人几乎跑光了的行将消亡的老城一样,只是老年恒星的聚集之地。

恒星在其一生中的大部分时间内都是由氢的聚变反应提供能量的。恒星内部深处的高热使4个氢核(每个氢核就是一个质子)聚合成一个氦核(两个质子与两个中子)。

当一颗恒星最终耗尽了其核心中的氢之后,它便开始利用其外围各层中的气体。此时恒星的体积膨胀,进入红巨星阶段,其特点是亮度更大,但表面温度则下降。恒星不再呈白热状态,而仅是红热状态。为了产生能量,它不得不越来越拼命地频频搜寻燃料,最终把它的气体储备全部消耗干净。

在某一球状星团内,所有刚刚消耗完其核心中的氢的恒星具有差不多相同的亮度与温度,也就是说有相同的质量与年龄。

用视差法能测定距离,也就是根据观测者移动其观测点时恒星表观位置变化来确定恒星的距离。有一种传统的方法可以演示视差现象:伸直你的手臂并竖起一根手指,然后交替闭上你的左眼和右眼观看手指前方所对的目标。此时你会发现你的手指似乎在背景上反复地左右跳动,这是因为你的两只眼睛轮流地从鼻子的两侧观看你的手指。让你的手指向脸部靠近一些,你将会注意到视差更显著了。物体的距离越近,其视差便越大。

为了测定恒星的视差,天文学家在一年的不同时间里观察恒星位置的变化情况。从地球轨道上的不同位置观察时,离地球较近的恒星似乎相对于遥远的恒星来回移动。天文学家测得恒星的视差后(其结果用一个角度表示),再根据地球轨道的直径(这一直径本身也是通过观测太阳系内天体的视差来确定的),就可以推算出恒星的距离。天文学家把三个月内其视差为1弧秒的恒星到地球的距离定义为1秒差距(相当于3.26光年)。根据基本的三角学法则,视差与恒星到地球的距离成反比。一般的地基望远镜可以分辨出大约0.01弧秒的视差,因此它们能够以10%的精度测量远到10秒差距的距离。

按照星系的尺度来衡量,10秒差距的距离小得简直令人发笑。而且,随着距离的增加,测量的误差也系统地增大:当距离达到望远镜分辨率的极限时,望远镜测得的视差值往往偏大,因而根据视差推算出的距离就往往偏小。为了使宇宙距离的测量值建立在更牢靠的基础上,1989年欧洲空间局(ESA)发射了Hipparcos卫星,将其送到任何地基望远镜也不曾到过的位置上进行为期4年的观测。这颗卫星观测的精度为0.001弧秒,可以测量距离远10倍的恒星。但即使这样远的距离也还是不足以观测最近的球状星团(估计最近的球状星团其距离也有2000秒差距之多);不过,Hipp—arcos卫星却精确测定了一些与球状星团中贫金属恒星相似的近邻贫金属恒星的距离。假定这些恒星与球状星团中颜色相同的恒星具有相同的内禀光度,天文学家们就能以前所未有的精确度推算出球状星团的距离。

推算的结果大为出人意料:球状星团的距离比以前估计的距离要远10%左右。这样它们的内禀光度的估计值也相应提高,而年龄则缩小了。重新计标的结果,球状星团的年龄大约为130亿年,球状星团中的恒星年龄也是130亿年,小于宇宙的年龄。

困扰天文学家的疑团终于解开了。但这就算彻底破译了宇宙和恒星的年龄了吗?谁能说这话呢?

同类推荐
  • 中国少年百科知识1:社会生活卷

    中国少年百科知识1:社会生活卷

    本书由由民俗风情篇、生活智慧篇、社会大观篇和不朽艺术篇组成。
  • 庶民百姓的故事

    庶民百姓的故事

    童话是世界儿童文学中永不凋谢的花冠,是与我们少年儿童捉迷藏的小朋友。童话王国简直就是一个多姿多彩的万花筒,在那些语言浅显、妙趣盎然的美丽童话故事里,有的蕴藏着严肃的人生准则,富于哲理,发人深省;有的反映了社会的真实现象,揭露了黑暗、鞭打了丑恶;有的揭示了大自然的奥秘,使人增长知识,开拓视野。童话奠定了我们的人生基础,影响着我们的一生。因此应该把那些名篇珍品传给后代,陶冶后代。为此,我们编辑了这套《世界经典童话故事全集》丛书,把世界各国许多童话名篇佳作装在一个美丽的花篮里,让它熠熠闪烁的光辉照耀下一代人茁壮成长,使孩子们梦幻般地度过金色的童年。
  • 写给孩子的恐龙小百科

    写给孩子的恐龙小百科

    本书详细阐述了中生代的庞然大物——恐龙,以一种全新的视角向孩子展示了神秘的恐龙世界,揭秘古生物学家对恐龙的考察、发掘过程,带领孩子探寻世界各地的恐龙化石遗址,解读从中挖掘出的珍贵化石,系统讲解形形色色的恐龙以及恐龙生活的方方面面。
  • 三国杀

    三国杀

    八宗奇案环环相扣,引你入胜,最大限度地激发脑细胞的活跃程度,让思维提升之旅变得有趣、简单而有效。这些案件都跟“三国杀”的锦囊计谋有关。每一宗案件开始之前,读者要先和刘备、张飞、关于、赵云等人一起参加“慕容思炫计谋课堂”,掌握一条锦囊妙计的原理。其后,读者可以通过这个原理,开拓自己的思维,破解案件中犯人的作案手法。通过阅读、分析和破解这些案例,读者将在短时间内锻炼出终生受用的超强思维能力。
  • 恐龙科考(走进科学)

    恐龙科考(走进科学)

    本套书全面而系统地介绍了当今世界各种各样的难解之谜和科学技术,集知识性、趣味性、新奇性、疑问性与科普性于一体,深入浅出,生动可读,通俗易懂,目的是使广大读者在兴味盎然地领略世界难解之谜和科学技术的同时,能够加深思考,启迪智慧,开阔视野,增加知识,能够正确了解和认识这个世界,激发求知的欲望和探索的精神,激起热爱科学和追求科学的热情,不断掌握开启人类世界的金钥匙,不断推动人类社会向前发展,使我们真正成为人类社会的主人。
热门推荐
  • 後鑒錄

    後鑒錄

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 天才萌宝:农家俏王妃

    天才萌宝:农家俏王妃

    一朝穿越,她沦为养着一只小包子的单身农妇,未婚生子,遭家人遗弃,被世人唾骂。重男轻女倚老卖老的爷爷奶奶,自私自利的大伯一家人,包子父母,泼辣妹妹,一心想要读书而不得的弟弟,她决定代替原主,爱护儿子,孝顺真正对自己好的家人,至于那些嫌弃自己的人,她连一个眼神都不给!可她从山里捡来的一个痴傻野男人忽然成了当今皇上最器重的亲弟弟是怎么回事?还是她娃的亲爹?不信?他目光明亮的将她压在门板上:“要不要重温怀上儿子那天的情形?”她气急败坏:“你混蛋!”--情节虚构,请勿模仿
  • 红颜乱

    红颜乱

    “帝王妻!?”NO!她要嫁的明明是宰相!谁知新婚之夜,她就成了“深闺弃妇”,还被告知可以去寻找自己的真爱……于是,某女子夜半翻墙去皇宫乘凉,却被迷路的状元郎给缠住,要求跟着回家暖香闺。你说,她到底是收呢还是收呢?
  • 仙剑之灵仙

    仙剑之灵仙

    寻寻觅觅,冷冷清清,凄凄惨惨戚戚。三生过,情谊永散。不散的是那执念,洪荒之神再现,天地大乱。
  • 臭小子,看你拽还是我拽!

    臭小子,看你拽还是我拽!

    她是XX‘雪组’老大,作风冷冽闻风散胆,无人不知。在杀手界被称为‘冷’他是霸道冰山帅哥,唯独对她情有独钟,且有着不为人知的XX背景。她隐匿真实身份迈入学校,只为寻一知己。却不想活生生的撞到他。她骂他,她诅咒他,不甘心被他随意使唤。而他却翘起二郎腿,斜眼戏谑的露出难得一笑,暧昧不清。她拼了命的想要逃离开他,却被一团花痴女生当做是纠缠不清。而就在她绞尽脑汁,筋疲力尽也摆不脱他的时候。他却一脸乏意装作无聊的看着她,嘴里还不忘嚷嚷着。“跑腿的,去给我买杯果汁……。”“跑腿的,给我捶捶肩……”“跑腿的,限你十分钟给我订好餐厅……!”天呐……!行行好,直接劈死她吧……!然而这对冤家又会如何展开他们的爱情呢?是争斗?是吵闹?是死缠着不放?还是最后收入囊中!?
  • 奇异式爱情

    奇异式爱情

    而每当他近距离靠近夏瑾凉,他漆黑的眸子像能摄人魂魄,美的让人心惊胆战,像深渊一样不见底,沉迷其中无法自拔。其实对于特殊的人,谁都会注意的。唯独夏瑾凉不屑他的狂傲,可最后那个男孩真的走到了夏瑾凉的心里,这个情商低的女孩会明白自己的心吗?她会勇敢的走出自己的世界吗?
  • 惊世战

    惊世战

    他是出身于在忧镇,出生在很遥远的古修行时代。他叫做,陈惊灵。
  • 樱尸逆战

    樱尸逆战

    当樱花纷飞时,尸变,就开始了。他只能向前走,他在命运前怀疑,他在绝境里求生,他反击着扭转命运。樱之城千年的宿怨,千年的纠葛,能否揭开?一切是圈套,还是救赎?当命运的一切早已经注定,他还会选择吗?隐藏在真相里的真相,那是一个犹如樱花一样的故事。飘零。
  • 格兰西斯

    格兰西斯

    不要回头、继续着旅行的夜晚、没有人的气息、路灯也只是在喧嚣、无尽的迷宫(mazea)虚幻的存在、内在的草原(prairia)、罪孽的呼唤、裸着脚继续前进、胸中是梦见的、是谁为了什么才刻下这历史和这出生的悲伤、亲爱的人们交换着誓言、宣扬着未来的歌、紧握着的剑、一粒的眼泪、想唤回那温柔的黎明、彼方的光芒中,神的黄昏之杯。胸中是誓言的Asphodelus。
  • 花月玄奇

    花月玄奇

    轻松练级,实力闯世界。外冷内热,处处惹风流。谨慎小心,绝处逢生机。不留余地,万事留一线。隐忍克制,不改内心志。