恒星難道比宇宙的年齡還大

常識在宇宙學中有時行不通，但在宇宙年齡的問題上，下麵這個常識卻是千真萬確、顛撲不破的：宇宙必定比最老的恒星還要老。遺憾的是，過去的觀測結果始終同這個常識相矛盾。

幾年前，天文學界對位於銀河係邊緣的紅色恒星團進行觀測，他們認為某些古老恒星高齡可能已達150億年以上，而宇宙的年齡可能才剛140億年或不到140億年。這就奇怪了，難道子女的年齡比媽媽還大嗎?甚至天文學家們開始懷疑宇宙學理論是否存在著致命的缺陷，是不是計標宇宙年齡所依據的宇宙膨脹速率的測算出了差錯?

當然，也有天文學家對恒星的年i齡提出了質疑。Hipparcos衛星實現了 突破：它發現球狀星團的距離比天文 學家們原先所估計的要遠。因此，球：狀星團中的恒星的內稟光度相應地也要增大，而其年齡則應當縮短。

天文學家研究了Hipparcos衛星的觀測結果，並對恒星演化過程重新進行了計算，從而得出結論：最古老的恒星的年齡大約為130億年。

銀河係中球狀星團是緊湊而密集的恒星區域，在一個直徑大約100光年的球形區域內密布著10萬顆到幾百萬顆恒星。許多最老的恒星位於名為“球狀星團”的緊密聚集的恒星群內，某一星團內的所有恒星都是在基本上相同的時刻誕生的。

75％的恒星(包括太陽)位於一個扁平的圓盤內，球狀星團卻位於圍繞此圓盤的一個球形“暈圈”中。其他巨大星係也有球狀星團，且球狀星團的分布方式都差不多。球狀星團的位置是星團年齡的一個重要線索。20世紀30年代，德籍天文學家Waiter·一：Baade證明，銀河係內的恒星可以分為兩大類。明亮的藍色恒星質量較大，屬於年輕恒星之列，存在於銀盤內。銀盤內有大量的氣體雲，因此恒星形成的過程在銀盤內頻繁發生，這樣銀盤內就聚集了大量年輕的、十分活躍的恒星。銀暈內恒星多是比較暗弱的紅色恒星。

銀河係的暈圈沒有多少氣體，因此也沒有幾顆新恒星在暈圈中形成。銀暈就像一座年青人輕幾乎跑光了的行將消亡的老城一樣，隻是老年恒 星的聚集之地。

恒星在其一生中的大部分時間內都是由氫的聚變反應提供能量的。恒星內部深處的高熱使4個氫核(每 個氫核就是一個質子)聚合成一個氦核(兩個質子與兩個中子)。

當一顆恒星最終耗盡了其核心中的氫之後，它便開始利用其外圍各層中的氣體。此時恒星的體積膨脹，進入紅巨星階段，其特點是亮度更大，但表麵溫度則下降。恒星不再呈白熱狀態，而僅是紅熱狀態。為了產生能量，它不得不越來越拚命地頻頻搜尋燃料，最終把它的氣體儲備全部消耗幹淨。

在某一球狀星團內，所有剛剛消耗完其核心中的氫的恒星具有差不多相同的亮度與溫度，也就是說有相同的質量與年齡。

用視差法能測定距離，也就是根據觀測者移動其觀測點時恒星表觀位置變化來確定恒星的距離。有一種傳統的方法可以演示視差現象：伸直你的手臂並豎起一根手指，然後交替閉上你的左眼和右眼觀看手指前方所對的目標。

此時你會發現你的手指似乎在背景上反複地左右跳動，這是因為你的兩隻眼睛輪流地從鼻子的兩側觀看你的手指。讓你的手指向臉部靠近一些．你將會注意到視差更顯著了。物體的距離越近，其視差便越大。

為了測定恒星的視差，天文學家在一年的不同時間裏觀察恒星位置的變化情況。從地球軌道上的不同位置觀察時，離地球較近的恒星似乎相對於遙遠的恒星來回移動。天文學家測得恒星的視差後(其結果用一個角度表示)，再根據地球軌道的直徑(這一直徑本身也是通過觀測太陽係內天體的視差來確定的)，就可以推算出恒星的距離。天文學家把三個月州其視差為1弧秒的恒星到地球的距離定義為1秒差距(相當於3．26光年)。根據基本的三角學法則，視差與恒星到地球的距離成反比。一般的地基望遠鏡可以分辨出大約0．0l弧秒的視差，因此它們能夠以l0％的棚度測量遠到10秒差距的距離。

按照星係的尺度來衡量，10秒差距的距離小得簡直令人發笑。而且，隨著距離的增加，測量的誤差也係統地增大：當距離達到望遠鏡分辨率的極限時，望遠鏡測得的視差值往往偏大，因而根據視差推算出的距離就往往偏小。為了使宇宙距離的測量值建立在更牢靠的基礎上，1989年歐洲駕間局(ESA)發射了Hippareos衛星，將其送到任何地基望遠鏡也不曾到過的位置上進行為期4年的觀測。這顆衛星觀測的精度為0．001弧秒，可以測量距離遠10倍的恒星。但即使這樣遠的距離也還是不足以觀測最近的球狀星團(估計最近的球狀星團其距離也有2000秒差距之多)；不過，Hipparcos衛星卻精確測定了一些與球狀星團中貧金屬恒星相似的近鄰貧金屬恒星的距離。假定這些恒星與球狀星團中顏色相同的恒星具有相同的內稟光度，天文學家們就能以前所未有的精確度推算出球狀星團的距離。

推算的結果大為出人意料：球狀星團的距離比以前估計的距離要遠10％左右。這樣它們的內稟光度的估計值也相應提高，而年齡則縮小了。重新計標的結果，球狀星團的年齡大約為130億年，球狀星團中的恒星年齡也是130億年，小於宇宙的年齡。

困擾天文學家的疑團終於解開了。但這就算徹底破譯了宇宙和恒星的年齡了嗎?誰能說這話呢?