目前的理论认为,我们的宇宙是在一次大爆炸中诞生的
通过对哈勃常数的一次次校准,今天的科学界将宇宙大爆炸的发生时间,精确到了138.2亿年前,也就是说我们的宇宙,现在已经138.2亿岁了。
大爆炸后38万年,宇宙从“浓稠”变得“稀疏”起来,光子们得以在宇宙中自由穿梭,再后来,氢和氦等气体在万有引力作用下聚拢在一起,待到温度和压力合适后,氢元素率先发生了核聚变反应,进而诞生了宇宙第一批恒星。
以上的过程说明,宇宙中的恒星年龄不可能超过宇宙的年龄,也就是不能大于138.2亿年。
一个世纪前,天文学家在天秤座方向发现了一颗恒星,将它编号为HD 140283后,天文学界就没再理过这颗恒星了。
一直到上世纪末哈勃望远镜升空,开始对全天区的恒星进行数据收集后,这颗恒星才开始被天文学界重点关注。
而重点关注它的原因,是因为天文学家根据哈勃收集到的数据,计算出其年龄介于146.6亿年到160亿年之间。
要知道宇宙诞生不过138.2亿年,所以这颗恒星很明显“违规了”
但尴尬之处在于,哈勃望远镜收集到的恒星光度数据,光谱数据,以及质量数据,全都是真实的,以往天文学家根据这些数据,计算出的其他恒星年龄也都是真实的。
因此HD 140283的寿命数据异常,只有两个可能
第一是宇宙大爆炸理论错了,过去几十年的宇宙学成果全都是浮光掠影的表面文章,没有触及到宇宙的本质。
第二就是恒星年龄的计算方式有误,HD 140283很可能是“特殊恒星”,寻常的计算方式无法套用到它身上。
本着“如非必要,勿增实体”的奥卡姆剃刀原理,天文学家们把寿命异常的原因,聚焦恒星年龄计算方式上。
在恒星物理学中,一颗恒星的寿命取决于它的质量
质量越大的恒星,内部核聚变反应强度也越大,这意味着有限的氢元素,将在短时间内被消耗完毕,因此质量越大的恒星寿命越短,是恒星物理学界的共识。
现代天文学家测定遥远恒星年龄的方法,首先是分析它的光谱数据,以此来断定它是红矮星,还是橙矮星,或者是黄矮星和蓝矮星。
在恒星”品种”确定之后,再根据“恒星光度会随着时间的推移而增强”这一原理(我们的太阳,光度每一亿年增强1%),测定恒星的光度以及它的质量。
有了光谱,光度,质量这三个数据,天文学家就能计算出恒星目前的年龄。
而HD 140283恒星的年龄异常,经过重点分析后,发现问题出在它的构成上
简而言之,HD 140283是一颗几乎没有任何重元素(金属)的恒星,它的体内全是氢和氦以及氧。
以上的这些元素让HD 140283的核聚变反应“十分顺畅”,进而导致了它光度数据和“正常恒星”相比,显得有些不正常,而天文学家把名不副实的光度数据代入年龄计算公式后,HD 140283的年龄就超过了宇宙的年龄。
不过也有天文学家认为HD 140283的年龄异常,除了它自身的奇特外,跟人类的宇宙年龄测算也有很大的关系。
上个世纪初宇宙膨胀现象被发现后,宇宙的年龄一度达到过180亿年,而后来宇宙微波背景辐射的发现,又让宇宙的年龄回落到了140亿年左右,2013年欧航局普朗克卫星,又根据最新的哈勃望远镜,将宇宙的年龄精确到了138.2亿年。
但由于哈勃常数并不是真正的“不变常数”,因此宇宙的年龄也始终是一个估值,甚至人类目前还搞不清楚宇宙膨胀的速率究竟是恒定的,还是变速的。
基于以上因素,一批科学家认为目前的宇宙年龄也有水分存在,真实的宇宙可能比我们想象的要年长的多。
总结
不论HD 140283构成如何,也不论人类目前计算出的宇宙年龄有多少水分,目前唯一可以肯定的是,这颗位于190光年外的恒星,年龄真的非常大,而它的存在,也意味着宇宙中还有许多和它一样年龄非常大的恒星,只不过还没有被我们发现。