天体物理学的发展讲义

天体物理学的发展饶志明2014.11.24天文学家确认 144.6 亿岁最长寿恒星•一个天文学家研究团队再次确定宇宙中迄今最古老恒星 HD 140283 的年龄，或比既定宇宙的年龄还要大，这意味着宇宙比它看起来还要老。• 宇宙是由一个致密炽热的奇点于 137 亿年前一次爆炸后膨胀形成的。 1929 年，美国天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。基于这一推论，宇宙中一切天体的年龄都不应超出这个“宇宙龄”所界定的上限。恒星的年龄可以从它们的发射功率和拥有的燃料储备来估计。根据热核反应提供恒星能源的理论，人们得到的天体年龄竟与“宇宙龄”协调一致，这对大爆炸宇宙模型当然是十分有力的支持。• 恒星 HD 140283 距离地球 190 光年，位于天秤座星群里的贫金属次巨星，其视星等7.223 ，几乎由氢和氦组成，铁含量不到太阳的 1% 。 2013 年，天文学家最初确定其年龄时，不禁感到困惑了。根据宇宙微波背景辐射估计，目前宇宙年龄为 138.17 亿岁。而它似乎大约有 144.6 亿岁，比宇宙本身还大。这种罕见的恒星似乎相当古老，以至于可以将其称为长寿之星了。此外，其作为一个高速的恒星为人所知有一个世纪左右，但它在太阳附近存在和其组成却有悖于理论。• 当然，最终揭示这颗“老寿星”的年龄估计误差实际上比原来的研究更宽泛，天文学家给这个边际增加了 8 亿年。该误差边际可能会使这个在宇宙中已知最早的星体年轻了许多，但仍在自大爆炸以来的时间界限内。但是，在这个年龄的上限是什么？• 目前，土耳其安卡拉大学的比罗尔提出是否有种可能：这颗恒星与最初测量的一样老，但仍处于“大爆炸的边缘”？他采用宇宙辐射模型（ RUM ），计算宇宙年龄为148.85±0.4 亿岁，最低限度的比微波背景辐射估计推算宇宙的年龄稍微年长一些，随之也很容易地调整出 HD 140283 的原始年龄。• 比罗尔的 RUM 理论给哈勃常数提出了一种新的动态值，表明自从大爆炸后 44 亿年宇宙膨胀已经加速，很可能容纳了暗能量。此外，这种加速增长率本身是缓慢的，转而可能由暗物质占据。暗物质和暗能量已被广泛讨论、争议的物理现象，但有观测证据表明它们是真实的。此外， RUM 暗示描述量子大小的普朗克常数并非是单纯的常数，而是一个宇宙变量。 2014-11-17 • 物质客体的三个层次– 微观客体– 宏观客体– 宇观客体天体的三个层次太阳与太阳系恒星与银河系星...