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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HD140283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HD140283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HD140283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

u天体的三个层次

太阳与太阳系

恒星与银河系

星系与宇宙

天体物理学研究的意义

•精确的时间和历法仍然是按照太阳和恒星的运动

确定。（例如测时、守时、授时）

•可用于人造卫星运动轨道的控制，以及地面导航、

通信等。（轨道计算、太阳黑子）

•可启发人们去思考、探索与人类的现在和未来息

息相关的各种应用技术。（核聚变、新的更有效

能量转换方式）

•可提高学生的科学文化素质、树立正确的宇宙观，

提高辨别是非的能力、反对迷信和邪教的危害。

一、天体物

理学

的兴起

公元前129年

古希腊天文学家喜帕恰斯

目测恒星亮度

并根据亮度把恒星划分为

六个等

这可以说是最早的光度

学测量

1609年伽利略第一次使用光学望远镜观测天体，

绘制月面图

记录大量木星卫星的运动资料

发现了土星的“耳朵”·太阳黑子·太阳的自转等~

1655-1656年惠更斯发现土星的“耳朵”是一些光环

并发现猎户座星云

哈雷发现恒星自行和哈雷彗星

18世纪末，W.赫谢尔创立了恒星天文学

天

体

物

十理

九学三种

世由得