一颗恒星怎么可能比宇宙还老？

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摘要：天文学家将这颗恒星的年龄精确到约145亿年，加上或减去8亿年。一颗恒星怎么可能比宇宙还老？这颗恒星是迄今为止天文学家已知的最古老的恒星。HD140283的氧铁比高于预期，由于几百万年来宇宙中的氧并不丰富，它再次指出恒星的年龄较低。邦德和他的合作者估计HD140283的年龄为146.6亿年，比之前宣称的160亿年大为减少。2014年的一项后续研究将这颗恒星的年龄更新为142.7亿年。这是一个不匹配的现象，再次表明HD140283比宇宙还要古老。

在2000年，科学家们试图通过欧洲航天局（ESA）的Hipparcos卫星观测到这颗恒星的年龄，该卫星估计有160亿年的历史。这样的数字相当令人振奋，也相当令人费解。正如宾夕法尼亚州立大学的天文学家霍华德·邦德（Howard Bond）指出的那样，根据对宇宙微波背景的观测确定的宇宙年龄为138亿年。”“这是一个严重的差异，”他说，

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取面值，恒星的预测年龄提出了一个重大问题。一颗恒星怎么可能比宇宙还老？或者，反过来说，宇宙怎么可能更年轻？显然，玛土撒拉——据说是根据圣经中的一位族长命名的，他死于969岁，是圣经中所有人物中寿命最长的一位——已经很老了，因为这个金属贫乏的亚巨人主要由氢和氦构成，而且含铁很少。它的组成意味着这颗恒星一定是在铁变得普遍之前形成的。

但是比它的环境早了20多亿年？当然，这是不可能的。

邦德和他的同事们的年龄，他们的任务是弄清楚最初160亿美元的数字是否准确。他们仔细研究了2003年至2011年间哈勃太空望远镜精细制导传感器记录的11组观测数据，记录了恒星的位置、距离和能量输出。在获取视差、光谱和光度测量时，可以确定更好的年龄感。

“HD 140283年龄的不确定性之一是恒星的精确距离，”邦德告诉《所有关于空间的事》正确处理这一点很重要，因为我们可以更好地确定它的光度，并且从它的年龄——内在光度越亮，恒星就越年轻。我们在寻找视差效应，这意味着我们相隔六个月观察恒星，寻找由于地球的轨道运动而引起的位置偏移，这告诉我们距离。

恒星的理论模型也存在不确定性，比如核心核反应的准确速率和外层元素向下扩散的重要性，他说。他们的想法是，剩余的氦扩散到内核深处，通过核聚变燃烧的氢更少。随着燃料消耗的加快，年龄降低。

“另一个重要的因素是恒星中的氧含量。”。HD140283的氧铁比高于预期，由于几百万年来宇宙中的氧并不丰富，它再次指出恒星的年龄较低。

邦德和他的合作者估计HD140283的年龄为146.6亿年，比之前宣称的160亿年大为减少。Tha然而，t仍然比宇宙本身的年龄要大，但是科学家们提出了8亿年的剩余不确定性，邦德说这使得恒星的年龄与宇宙的年龄相符，英国伯明翰阿斯顿大学（Aston University）的物理学家罗伯特·马修斯（Robert Matthews）说，尽管这项研究并不完全完美，但与

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，它会受到随机和系统误差的影响马修斯说：“误差条上的重叠部分表明了与宇宙学年龄测定结果发生冲突的可能性。”换言之，恒星的最佳支撑年龄与导出的宇宙年龄（由宇宙微波背景确定）相冲突，只有将误差条推到极限才能解决冲突。

进一步改进后，HD 140283的年龄下降了一点。2014年的一项后续研究将这颗恒星的年龄更新为142.7亿年。”得出的结论是，年龄约为140亿年，同样，如果把观测测量和理论模型中的所有不确定因素都包括在内，那么误差约为7亿年或8亿年，因此没有冲突，因为138亿年位于恒星的误差条内，邦德说：

的结合，宇宙年龄和这颗附近的老恒星的年龄之间的相似之处——两者都是通过不同的分析 ... 确定的——是“一项惊人的科学成就，为大爆炸提供了非常有力的证据”宇宙图景”。他说，最老恒星的年龄问题远没有上世纪90年代恒星年龄接近180亿年或200亿年时严重。”邦德说：“由于测定结果的不确定性，现在年龄已经趋于一致，

然而马修斯认为这个问题还没有解决。2019年7月，在加州圣巴巴拉的卡夫利理论物理研究所，天文学家在一次顶级宇宙学家国际会议上，对提出宇宙不同年龄的研究感到困惑。他们正在研究相对较近的星系的测量，这表明宇宙比宇宙微波背景所确定的年龄要年轻数百亿年。“KdSPE”“KDSPS”相关：文明的大爆炸：10个令人惊奇的起源事件“KdSPE”“KdSPs”，实际上，远不是138亿岁，因为据欧洲普朗克太空望远镜2013年对宇宙辐射的详细测量估计，宇宙的年龄可能只有114亿年。这项研究的幕后黑手之一是马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的诺贝尔奖获得者亚当·里斯。

的结论是基于一个不断膨胀的宇宙的概念，如埃德温·哈勃1929年所示。这是宇宙大爆炸的基本原理——理解到曾经有一种炽热密集的状态爆发出来，拉伸空间。它指出了一个应该可以测量的起点，但新的发现表明膨胀率实际上比普朗克提出的要高10%左右。

事实上，普朗克团队确定膨胀率为每秒67.4公里每兆帕，但最近对宇宙膨胀率的测量显示，其值为73或74。赖斯说，这意味着，根据早期宇宙物理学，对当今宇宙膨胀速度的测量和对其膨胀速度的预测之间存在着差异它导致了对公认理论的重新评估，同时也显示了对于暗物质和暗能量还有很多需要学 ... 地方，而暗物质和暗能量被认为是幕后黑手与之相关的

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的11个最大未解问题哈勃常数的较高值表明宇宙的年龄较短。每秒67.74公里的常数将导致138亿年的年龄，而73年中的一年，甚至如一些研究所显示的高达77年，将表明宇宙年龄不超过127亿年。这是一个不匹配的现象，再次表明HD 140283比宇宙还要古老。此后，它也被2019年发表在《科学》杂志上的一项研究所取代，该研究提出哈勃常数为82.4，表明宇宙的年龄只有114亿年。

马修斯认为答案在于更大的宇宙学精细化。”“我怀疑是观测宇宙学家遗漏了一些造成这种悖论的东西，而不是恒星天体物理学家，”他说，并指出恒星的测量可能更精确这并不是因为宇宙学家在任何方面都比较草率，而是因为宇宙的年龄测定比恒星的观测和理论上的不确定性要大得多，而且可以说要复杂得多。

是什么让宇宙看起来比这颗恒星更年轻？

“有两种选择，科学史表明，在这种情况下，现实是两者的混合，”马修斯说在这种情况下，这将是尚未完全理解的观测误差来源，加上宇宙动力学理论中的一些空白，例如暗能量的强度，

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他提出了当前“年龄悖论”反映暗能量时间变化的可能性，因此，加速率的变化——理论家发现的一种可能性——可能与关于引力基本性质的观点相一致，例如所谓的因果集理论。马修斯说，对引力波的新研究可能有助于解决这个悖论。

要做到这一点，科学家们将着眼于死星对在时空结构中产生的涟漪，而不是依靠宇宙微波背景或对造父变星和超新星等邻近天体的监测要测量哈勃常数——前者导致每秒67公里的速度，而后者导致73公里的速度。

的麻烦在于，测量引力波并不容易，因为2015年才首次直接探测到引力波。但据纽约扁平铁研究所的天体物理学家斯蒂芬·芬尼（Stephen Feeney）称，未来十年可能会有突破性进展。这个想法是利用这些事件发出的可见光，从中子星对之间的碰撞中收集数据，计算出它们相对于地球的移动速度。它还需要分析由此产生的引力波，以获得距离的概念——两者可以结合起来，给出哈勃常数的测量结果，这应该是迄今为止最精确的。

HD 140283的年龄之谜正导致更大、更科学的复杂事物，改变了人们对宇宙工作。

“对于这个悖论最可能的解释是一些被忽视的观测效应和/或我们对宇宙膨胀动力学的理解中缺失的一些东西，”马修斯说。确切地说，这个“东西”是什么，肯定会让天文学家们在一段时间内受到挑战。

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