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宇宙有100亿万亿颗恒星(宇宙诞生才138亿年)

宇宙有100亿万亿颗恒星(宇宙诞生才138亿年)刚开始这一理论也没有得到科学家的认同,连物理学家爱因斯坦也并不赞同。直到哈勃发现红移现象,才使得宇宙爆炸论受到肯定。哈勃观测到如今的宇宙中,那些遥远的星系正在逐渐远离,这说明宇宙正在不断地膨胀。宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸概念图人类对于宇宙的形成和演化有过诸多猜测,甚至有人猜测宇宙是某个神秘生物创造的。毕竟宇宙太过神奇和广阔,自然形成的话,听起来确实很奇幻。不过那些有关造物主的说法都没有确实的依据,反倒是宇宙自然形成的观点受到了认同。宇宙爆炸论认为,创世之初只有一个体积无限小密度又无限大的奇点存在,某一天奇点内的物质发生了一场大的爆炸。奇点在爆炸之后越变越大,爆炸过后出现了时间和空间。爆炸产生的物质互相反应形成了宇宙间的最初成分,它们不断地聚集和分离,于是有了初始星系。随着时间的推移,又形成了恒星等天体。

死亡通常被认为是爆炸的伴随事件,世界上每年都会发生许多爆炸事件,造成人或动物的伤亡。

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爆炸:在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化

可是有一次爆炸不同,它不仅没有带来死亡甚至还为生命的形成提供了最初的条件,这场爆炸是什么?它就是宇宙大爆炸,也是目前科学界对于宇宙形成和演化的主流观点。

宇宙大爆炸理论是什么?它是如何取得科学家的认同的?宇宙的年龄是如何推算出来的?用到了哪些仪器和数据?根据这个理论,宇宙的年龄大约在138亿年,科学家却发现了一颗160亿岁的恒星,难道大爆炸理论错了吗

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宇宙大爆炸概念图

宇宙爆炸论

人类对于宇宙的形成和演化有过诸多猜测,甚至有人猜测宇宙是某个神秘生物创造的。毕竟宇宙太过神奇和广阔自然形成的话,听起来确实很奇幻。不过那些有关造物主的说法都没有确实的依据,反倒是宇宙自然形成的观点受到了认同。

宇宙爆炸论认为,创世之初只有一个体积无限小密度又无限大的奇点存在,某一天奇点内的物质发生了一场大的爆炸。奇点在爆炸之后越变越大,爆炸过后出现了时间和空间。爆炸产生的物质互相反应形成了宇宙间的最初成分,它们不断地聚集和分离,于是有了初始星系。随着时间的推移,又形成了恒星等天体

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宇宙大爆炸理论

刚开始这一理论也没有得到科学家的认同,连物理学家爱因斯坦也并不赞同。直到哈勃发现红移现象,才使得宇宙爆炸论受到肯定。哈勃观测到如今的宇宙中,那些遥远的星系正在逐渐远离,这说明宇宙正在不断地膨胀

既然观测到宇宙在膨胀,那么奇点爆炸膨胀成宇宙的观点就有了现实依据。爱因斯坦也在亲眼看到红移现象时,推翻了自己认为的宇宙亘古不变的观点,并修改了最开始创造的公式

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波长增加在可见光端是朝向红光移动,这种现象叫红移

宇宙的年龄

知道了宇宙是如何形成的之后,科学家们便开始测算宇宙的年龄,毕竟生活在宇宙的星球上,肯定是对它的了解越多越好。光靠肉眼和望远镜的话,显然能做的事情非常有限,于是COBE卫星1989年发射升空了。

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COBE结构示意图

COBE卫星上携带着两个测量宇宙年龄的重要仪器,当然宇宙的年龄不会在某个仪器显示屏上直接出现,而是需要通过其他的间接数据推算得出。COBE卫星上的两个仪器便是测量这些间接数据的,分别是FIRAS(远红外绝对分光光度计)和DMR(差分微波辐射计)。

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COBE卫星测量的宇宙微波背景辐射能谱

这些数据也被称为宇宙微波背景的观测数据,科学家从这些数据推算得出,宇宙的年龄在138亿岁左右。也就是说宇宙从奇点爆炸到现在,已经演化了138亿年

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宇宙微波背景辐射图

最古老恒星

恒星在宇宙中还算是比较常见,它是为数不多能够发光的宇宙天体,当然也不是永远都在发光。当它们星球内部的“燃料”被消耗殆尽之后,便会熄灭变为白矮星,质量较大的恒星也许会再次发生爆炸,形成中子星或者黑洞

为地球带来阳光的太阳便是太阳系的一颗恒星,目前正值壮年,大约在50亿年之后会消亡成白矮星。太阳对地球生命的重要性不言而喻,植物的光合作用离不开太阳,氧气的产生也离不开阳光。

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光合作用示意图

人类在探索宇宙的过程中,自然不会停止寻找恒星的存在。毕竟如果要将人类文明延续下去,就得提前找到适宜人类生存的第二个地球和第二个太阳。与地球相似度高的行星,已经被人们发现了超过4000颗,也被称之为超级地球

至于恒星的数量,更是无法估计,毕竟它们并不需要有什么“苛刻”的生命形成条件,只需要观察其处于燃烧的哪个阶段就可以了。这不,一个世纪前人们就在天秤座方向发现了一颗距离地球190光年的恒星——HD140283恒星

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迄今发现最年长的恒星:位于天秤座的HD140283

不过这个恒星并不适宜成为第二颗太阳,不仅仅是因为其距离实在太远,还因为它已经不再燃烧,处于消亡的边缘。但是这样一颗看起来毫无价值的恒星,却受到了许多科学家的关注,这是为何?

原来2000年左右,科学家利用依巴谷卫星观测到的HD140283恒星数据,测算了一下该恒星的年龄。结果得出了160亿岁的结论,是现目前宇宙中当之无愧的最古老恒星,还因此收获了“玛土撒拉”星的名字,这也是《圣经》中最长寿老人的名字。

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HD140283位于这个近似三角形的直角顶点

可是它未免也太过古老了,毕竟宇宙的测算年龄也只有138亿年左右,怎么会出现160亿岁天体呢?难道它根本不属于这个宇宙吗?有关平行宇宙的观点虽然一直存在,但并未发现实质性的证据,况且按理说,平行宇宙中的事物也到不了其他宇宙中来。

这就让科学家感到头疼了,宇宙的年龄是经过了大量的数据得出的,也被科学家验证过许多次,应该不会出现什么问题。那很可能就是玛土撒拉星的年龄测算出现问题了

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宇宙与天体的构想图

年龄测算

科学家们在测算恒星的年龄时,会通过其质量和光亮度来计算,因为恒星的大部分时间都在发生核聚变反应,从而放出光亮2003年霍华德·邦德利用哈勃望远镜观测到了这颗hd140283恒星,发现它主要由氢和氦构成,上面的铁元素很少,不到太阳的1%

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宇宙中每种元素的主要来源

不过铁元素等较重元素在宇宙的第一批恒星中是非常少见的,像hd140283恒星这样的天体通常会形成于第二批恒星中。

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一个画家描绘的超新星形成重元素的概念图

也许是因为最开始的观测位置和角度有所影响,得出了该恒星160亿岁的结论,这是对宇宙大爆炸论的一次挑战。所以科学家们必须得重新测定hd140283恒星的年龄,看一下问题究竟出现在哪里。

于是有关hd140283恒星2003年到2011年的观测数据全都被调阅了出来,科学家们开始对这些数据进行详细的分类和研究。为了消除视差影响,科学家们连续六个月对hd140283恒星进行了观测,得到了较为准确的距离信息

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hd140283与其他天体的对比图

最终在结合了光谱学、光度学测量和视觉误差等数据之后,得出了hd140283恒星的年龄大约在140亿岁左右的结论。当然这个数据还是要比宇宙的138亿年要大,但科学家们还给出了8亿年的误差,也就是说hd140283恒星的实际年龄可能在132亿岁

这个误差就使得宇宙大爆炸论又站稳了脚跟,hd140283恒星也被认为是宇宙大爆炸之后诞生的第一批恒星

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光谱学与光谱测定法示意图

太阳

太阳是地球所属太阳系的恒星,太阳系以它命名便能够看出它的重要程度。它的内部时刻都在发生核聚变反应,不断地燃烧氢气释放出光热,但其实太阳并没有火焰,所谓的燃烧也不是真的燃烧,只是一种核聚变的反应状态而已。

太阳的质量非常大,是地球质量的330000倍,所以其内部的氢元素也十分丰富。研究表明,太阳已经燃烧了50亿年左右,但其内部的氢元素还能再支撑它燃烧50亿年,直到最后燃料耗尽,变成一颗白矮星

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太阳中的质子-质子链反应

时间上来看,太阳系和太阳只是宇宙漫长演化中形成的一个普通星系和天体。大约50亿年前,一团巨大的分子云由于自身的重力开始坍缩,在这个过程中,中心内部的气体旋转速度变快,温度也升得更高。

最终形成了圆盘状的太阳系中心内部的气体便聚集成了如今的太阳。其他的物质在后来演化中不断地聚集和分离,也演变成了行星等天体地球也是在这样的环境下演变而来的。

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或许太阳熄灭后,我们会找到一颗红外星星创建新家园

至于为什么太阳与地球的距离如此适中,为什么只有地球进化出了生命形态,以及木星和月球为什么要充当地球的保护者抵抗陨石的撞击。科学家们还在不断探索这些问题的答案。

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