愛因斯坦對宇宙的先進認識在于他意識到宇宙并非靜止不動,而是在不斷變化之中。這一點在后來由美國天文學家埃德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)的宇宙膨脹中得到了證實。當前,關(guān)于宇宙起源的大爆炸理論認為,宇宙誕生于138.2億年前,時間、空間和物質(zhì)都在那一刻誕生。然而,事物往往不盡人意。在2000年左右,天文學家們發(fā)現(xiàn)了一顆異常古老的恒星。當時根據(jù)其測定的壽命為160億年,遠遠超過了宇宙的年齡。這顆恒星被命名為“瑪土撒拉”,寓意著古老的族長瑪土撒拉的969歲壽命。
這顆位于天秤座的古老恒星在190光年外,編號為HD140283,屬于第一代恒星,即內(nèi)部幾乎不含重元素,完全由氫和氦組成。然而,隨著2018年的深入研究,這顆恒星的壽命被修正為146億年。
即便如此,146億年的壽命依然超過了宇宙的年齡,這引發(fā)了疑問。是宇宙的年齡計算錯誤了,還是瑪土撒拉的壽命有問題?科學家們目前更傾向于后者。
恒星年齡的測定主要依賴于恒星光度的偵測,光度越高,內(nèi)部核聚變越強烈,壽命也越短。但瑪土撒拉的光度數(shù)據(jù)顯示它誕生極早,內(nèi)部核聚變強度相對較弱。
對于這種誕生于宇宙大爆炸初期的第一代恒星,天文學家尚不十分了解。因為目前宇宙主要由太陽這樣的第二代恒星構(gòu)成,它們誕生于第一代大質(zhì)量恒星壽終正寢后的星云中。由于兩代恒星物質(zhì)構(gòu)成的差異,它們的演化規(guī)律也不盡相同。
通過太陽的演化規(guī)律去推算第一代恒星瑪土撒拉的年齡,難免會存在誤差。經(jīng)過修正后,瑪土撒拉的年齡在144.6億年左右,幾乎剛好符合宇宙大爆炸早期的時期。
有人或許會質(zhì)疑,為什么不是宇宙的年齡出錯呢?答案在于宇宙大爆炸理論的可靠性。這個理論的基礎(chǔ)是哈勃發(fā)現(xiàn)的星系膨脹現(xiàn)象,即距離地球越遠的星系離我們越遠,速度也越快。這一現(xiàn)象反推到過去的某一時刻,得到的結(jié)果正是宇宙在138.2億年前的大爆炸。
90年代關(guān)于暗物質(zhì)和暗能量的研究進一步驗證了宇宙正在加速膨脹,從而從側(cè)面證實了宇宙大爆炸早期的暴漲理論。這一理論認為宇宙在瞬間從微小膨脹到巨大范圍,然后逐漸減緩并冷卻,最終在暗能量的推動下開始新一輪的加速膨脹。
作為宇宙中為數(shù)不多的第一代恒星,瑪土撒拉星的壽命對研究恒星演化起到了積極的作用。它幫助科學家們修正了更多恒星的年齡,為我們對宇宙和時間的理解提供了更為全面的視角。這個壽命異常的古老恒星,雖然引發(fā)了一系列的質(zhì)疑,但也因此成為我們更深刻理解宇宙奧秘的一扇窗戶。