Tähtitieteilijät Löytävät Tähtiä, Jotka Ovat Maailmankaikkeutta Vanhempia. Kuinka Tämä On Mahdollista? - Vaihtoehtoinen Näkymä

Tähtitieteilijät Löytävät Tähtiä, Jotka Ovat Maailmankaikkeutta Vanhempia. Kuinka Tämä On Mahdollista? - Vaihtoehtoinen Näkymä
Tähtitieteilijät Löytävät Tähtiä, Jotka Ovat Maailmankaikkeutta Vanhempia. Kuinka Tämä On Mahdollista? - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: Tähtitieteilijät Löytävät Tähtiä, Jotka Ovat Maailmankaikkeutta Vanhempia. Kuinka Tämä On Mahdollista? - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: Tähtitieteilijät Löytävät Tähtiä, Jotka Ovat Maailmankaikkeutta Vanhempia. Kuinka Tämä On Mahdollista? - Vaihtoehtoinen Näkymä
Video: Tiedelinja 3.2.2021: Katse taivaalla - avaruuden kertomaa 2024, Marraskuu
Anonim

Luettuasi otsikon, luulit todennäköisesti, että täällä on jotain vialla. Mutta mitä - tähti, maailmankaikkeus vai jotain muuta? Jos tiedät kuinka tähdet toimivat, voit ottaa yhden, tutkia sen fysikaalisia ominaisuuksia ja selvittää milloin sen olisi pitänyt esiintyä. Tähdet käyvät läpi monia muutoksia ikääntyessään: niiden säde, valoisuus ja lämpötilan muutokset polttoaineen palaessa. Tähteen elinikä yleensä riippuu kuitenkin vain kahdesta ominaisuudesta, joilla se syntyy: massasta ja metallisuudesta, toisin sanoen siinä läsnä olevien vetyä ja heliumia raskaampien elementtien määrästä.

Vanhimmat tähdet, jotka olemme löytäneet universumista, ovat käytännössä koskemattomia, ja ne ovat melkein 100-prosenttisesti vetyä ja heliumia, jotka ovat jääneet isosta räjähdyksestä. Ne voivat olla 13 miljardia vuotta vanhoja, ja vanhin on 14,5 miljardia vuotta vanha.

Ja se on iso ongelma, koska itse maailmankaikkeus on vain 13,8 miljardia vuotta vanha, sanoo Ethan Siegel Medium.comista.

Image
Image

Globaalisen klusterin Omega Centauri -ydin on yksi ruuhkaisimmista alueista, joilla on vanhoja tähtiä. Täällä voi olla tähtiä ja 12 miljardia vuotta vanhoja, ja vanhimpia - yli 14 miljardia vuotta vanhoja, ja tämä on ongelma, koska ne ovat vanhempia kuin itse maailmankaikkeus.

Ei voi olla itse maailmankaikkeutta vanhempi tähti; muuten se olisi ollut olemassa kauan ennen isoa iskua. Mutta isosta räjähdyksestä tuli meille tunnetun maailmankaikkeuden ilmestymisen lähde, josta kaikki aine, energia, neutriinot, fotonit, antimateria, tumma aine ja jopa tumma energia tuli ulos. Kaikki havaittavissa olevassa universumissamme alkoi tästä tapahtumasta, ja kaikki, mitä käsittelemme tänään, voidaan jäljittää tähän hetkeen. Siksi yksinkertaisen selityksen, jonka tähdet olisivat voineet esiintyä ennen itse maailmankaikkeutta, tulisi sulkea pois.

Image
Image

Voi olla, että olemme päättäneet virheellisesti maailmankaikkeuden iän. Otamme sen tarkista maailmankaikkeuden mittauksista suuressa mittakaavassa. Tutkimalla erilaisia ominaisuuksia, kuten:

Mainosvideo:

  • tiheys- ja lämpöhäiriöt kosmisessa mikroaaltouuni-taustalla, Ison räjähdyksen jälkeen
  • tähtien ja galaksien ryhmittely nyt ja miljardeja valovuosia;
  • maailmankaikkeuden kankaan Hubble-laajenemisnopeus;
  • tähtien muodostumisen ja galaktisen evoluution historia;

samoin kuin monet muut lähteet, saamme hyvin yhdenmukaisen kuvan maailmankaikkeudesta. Se koostuu 68% tummasta energiasta, 27% tummasta aineesta, 4,9% tavallisesta aineesta, 0,1% neutriinoista, 0,01% säteilystä ja on noin 13,8 miljardia vuotta vanha. Universumin iän epävarmuus on noin 100 miljoonaa vuotta, joten vaikka maailmankaikkeus voisi olla varmasti sata miljoonaa vuotta nuorempi tai vanhempi, sen ei todennäköisesti saavuteta 14,5 miljardia vuotta.

Image
Image

ESA: n Gaia-operaatio mittasi satojen miljoonien tähtien sijainteja ja ominaisuuksia lähellä galaktista keskustaa ja löysi vanhimmat ihmiskunnalle tunnetut tähdet.

Jäljellä on vain yksi kohtuullinen mahdollisuus: ilmeisesti arvioimme tähtien ikää väärin. Olemme tutkineet satoja miljoonia tähtiä yksityiskohtaisesti elämänsä eri vaiheissa. Tiedämme kuinka tähdet muodostuvat ja missä olosuhteissa; tietää milloin ja miten ne sytyttävät ydinfuusion; tiedämme kuinka kauan synteesin eri vaiheet kestävät ja kuinka tehokkaita ne ovat; me tiedämme kuinka kauan he elävät ja kuinka kuolevat, erityyppisiä ja erilaisilla massoilla. Lyhyesti sanottuna, tähtitiede on vakava tiede, etenkin kun kyse on tähtiä. Vanhimmat tähdet ovat yleensä suhteellisen alhaisen massan (vähemmän massiivisia kuin aurinko) ja sisältävät vähän metalleja (muita elementtejä kuin vety ja helium) ja voivat olla vanhempia kuin itse galaksi.

Image
Image

Äärimmäisen vanhoja tähtiä löytyy pallomaisista klustereista.

Monet heistä löytyvät ympyräklustereista, joissa on varmasti tähtiä, jotka ovat 12 miljardia tai harvinaisissa tapauksissa jopa 13 miljardia vuotta vanhoja. Sukupolvi sitten ihmiset väittivät, että nämä klusterit olivat 14-16 miljardia vuotta vanhoja, mikä aiheutti jännitystä vakiintuneissa kosmologisissa malleissa, mutta tähtien evoluution ymmärtämisen paraneminen saattoi nämä luvut normin mukaisiksi. Olemme kehittäneet edistyneempiä menetelmiä havaitsemiskykymme parantamiseksi: mittaamalla paitsi näiden tähtijen hiili-, happi- tai rautapitoisuus myös käyttämällä uraanin ja toriumin radioaktiivista hajoamista. Voimme suoraan määrittää yksittäisten tähtien iän.

Image
Image

SDSS J102915 + 172927 on muinainen tähti 4140 valovuoden päässä meistä, joka sisältää vain 1/20 000 raskaita elementtejä verrattuna aurinkoomme ja jonka pitäisi olla 13 miljardia vuotta vanha. Se on yksi maailmankaikkeuden vanhimmista tähdistä.

Vuonna 2007 pystyimme mittaamaan tähden HE 1523-0901, joka muodostaa 80% auringon massasta, sisältää vain 0,1% aurinkoraudasta ja sen uskotaan olevan 13,2 miljardia vuotta vanha sen radioaktiivisten elementtien määrän suhteen. Vuonna 2015 yhdeksän tähteä tunnistettiin lähellä Linnunradan keskustaa, joka muodostui 13,5 miljardia vuotta sitten: vain 300 miljoonaa vuotta suuren räjähdyksen jälkeen. "Nämä tähdet muodostuivat ennen Linnunrataa ja galaksi muodostui niiden ympärille", sanoo Louis Howes, näiden muinaisten jäännösten löytäjä. Itse asiassa yhdessä näistä yhdeksästä tähdestä on alle 0,001% aurinkorautaa; Tämä on tähtiä, jota James Webbin avaruusteleskooppi etsii, kun se alkaa toimia lokakuussa 2018.

Image
Image

Tämä on digitoitu kuva galaksemme vanhimmasta tähdestä. Tämä ikääntyvä tähti HD 140283 on 190 valovuoden päässä. Hubble-avaruusteleskoopin ikä on määritelty 14,5 miljardiin miljoonaan vuoteen plus tai miinus 800 miljoonaa vuotta.

Kaikkein silmiinpistävin tähti on HD 140283, joka on epävirallisesti lempinimenä Methuselah-tähti. Se on vain 190 valovuoden päässä meistä, ja voimme mitata sen kirkkauden, pinnan lämpötilan ja koostumuksen; Voimme myös nähdä, että se on vasta alkamassa kehittyä subgiant-vaiheessa tullakseen punaiseksi jättiläiseksi myöhemmin. Näiden tietojen avulla voimme päätellä täsmällisesti määritellystä tähdestä, ja tulos on ainakin hälyttävä: 14,46 miljardia vuotta. Jotkut tähden ominaisuudet, kuten auringon rautapitoisuus 0,4%, sanovat, että tähti on vanha, mutta ei vanhin kaikista. Ja huolimatta mahdollisesta 800 miljoonan vuoden virheestä, Metusela luo silti tietyn ristiriidan tähtien enimmäisajan ja maailmankaikkeuden iän välillä.

Image
Image

Linnunrata ei ole muuttunut miljardeja vuosia. Mutta kun tähdet vanhenevat, massiivisimmat lakkaavat olemasta, ja vähiten massiiviset alkavat muuttua subgaaneiksi.

Tänään on selvää, että tähtien kanssa on aiemmin voinut tapahtua jotain, jota emme vielä tiedä tänään. Ehkä hän syntyi massiivisempana ja menetti jotenkin ulkokerrokset. Ehkä tähti imee jonkin verran materiaalia myöhemmin, mikä muutti sen raskaiden elementtien määrää sekoittaen havaintoihimme. Ehkä ymmärrämme vain huonosti muinaisten tähtien alhaisen metallisuuden tähtien evoluution subgiant-vaiheen. Vähitellen johdetaan oikea muoto tai lasketaan vanhimpien tähtien ikä.

Image
Image

Mutta jos olemme oikeassa, kohtaamme vakavan ongelman. Universumissamme ei voi olla tähtiä, joka olisi vanhempi kuin itse maailmankaikkeus. Joko näiden tähtiä koskevassa arviossa on jotain vikaa, tai jotain on vialla maailmankaikkeuden arviossa. Tai jotain muuta, jota emme vielä ymmärrä. Tämä on loistava mahdollisuus siirtää tiede uuteen suuntaan.

Ilja Khel