宇宙年龄多少岁
李会超
宇宙微波背景辐射,是宇宙中最古老和遥远的信号,也是我们能观测到的最遥远的信号,科学家常以此分析推断宇宙年龄。
在近代之前,人们认为宇宙包含着无限的空间与时间。随着19世纪现代物理学理论的逐步建立,科学家发现,宇宙的年龄不可能是无限的。按照热力学理论,如果宇宙从诞生之初到现在,已经过无限长时间,那么整个宇宙都会处于温度完全相同的热寂状态,不会再有恒星表面炙热与遥远深空极寒间的分别。从那时起,人们便开始对宇宙年龄的探究。
如果我们了解了一个人的出生时间,自然也就能计算出他的年龄。遵循同样的方式,科学家也在寻找宇宙中最古老的恒星,以确定宇宙的“生日”。和人有生老病死一样,夜空中闪亮的恒星也有诞生和消亡的过程。通过对大量恒星观测资料的分析,科学家发现,恒星的光度、寿命和质量存在着紧密联系。恒星质量越大,越能发出强烈的光,但寿命也越短。相反,如果恒星的质量较小,虽然比较暗弱,寿命却能持续比较长。
一般来说,质量较小的长寿命恒星,最常存在于球状星团之中。一个球状星团中,一般含有几万到十几万颗老年行星。像银河系这样的星系中,大概有数百到上千个球状星团。在所有古老恒星中,寻找生日最早的那颗,就能帮助我们推断宇宙的生日。
此外,天文学家也能通过恒星的组成成分,来筛选较为古老的恒星。一种只含有氢、氦两种元素的特殊行星,被认为是宇宙形成初期的恒星存在形式。科学家找到这种恒星后,也可将其列入古老恒星行列。
通过这种途径,能确定宇宙年龄的下限为110亿年,却无法给出宇宙年龄的上限。随着观测技术的进步,天文学家有可能观测到更古老的恒星,由此继续“刷新”宇宙年龄。