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会议室里炸开了锅:宇宙年龄不是通过宇宙微波背景辐射测出来的吗?普朗克卫星2013年刚公布的结果是1382亿年±02亿年,怎么会有颗星“活”
得更久?三、“年龄悖论”
背后的三重迷雾这个“时间悖论”
像块石头扔进池塘,激起层层涟漪。
天文学家们很快意识到,问题可能出在三个地方:恒星模型的误差、宇宙年龄的测量、我们对“古老”
的定义。
1恒星模型的“简化假设”
恒星演化模型是个“理想化实验室”
:假设恒星是完美的球体,内部物质均匀混合,不考虑自转、磁场等复杂因素。
但hd是贫金属星,内部结构可能与模型预测的不同。
比如,它的核心可能比模型假设的更小,导致氢燃料消耗更慢,实际年龄可能比计算值年轻。
“模型就像用简笔画预测一个人的衰老,”
皮埃尔打了个比方,“忽略皱纹、伤疤这些细节,画出来的‘老年’可能不准。”
2014年,德国马普所团队用更复杂的模型(加入非均匀对流)重新计算,hd的年龄降到139亿年±9亿年——虽然仍比宇宙年龄大,但差距缩小了。
2宇宙年龄的“测量精度”
,!
宇宙年龄138亿年,其实是个“加权平均”
。
它基于Λcd模型(宇宙学标准模型),结合哈勃常数(宇宙膨胀速率)、物质密度、暗能量密度等参数计算。
但这些参数本身有误差:比如哈勃常数,普朗克卫星测的是674kspc,而用造父变星测量的结果是73kspc——两者相差10,足以让宇宙年龄上下浮动5亿年。
“如果哈勃常数取大值,宇宙年龄可能只有132亿年,”
邦德在2013年的论文里写道,“那么hd的145亿年就更不合理;但如果宇宙年龄实际是140亿年,矛盾就消失了。”
这像两个人在争论“谁更老”
,却发现各自的“年龄表”
根本不一样。
3金属丰度的“双重标准”
贫金属星的年龄估算高度依赖金属丰度——金属越少,通常意味着诞生越早(因为宇宙早期只有氢氦)。
但hd的金属丰度测量也有争议:vlt的光谱仪分辨率有限,可能低估了某些元素的含量。
2015年,日本昴星团望远镜用更高分辨率的光谱仪重新分析,发现它的碳丰度比之前认为的高30。
“碳也算金属吗?”
我当初问皮埃尔。
他笑了:“在天体物理里,除了氢氦都是金属——哪怕是你呼吸的氧气。”
碳含量增加会影响恒星内部的能量传输,让模型计算的“燃烧速率”
变慢,年龄随之降低。
修正后,hd的年龄又少了2亿年。
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