第一章銀河係和太陽係的年齡

銀河係

最老恒星的高壽幾何?一個國際天文學家小組最近測出，我們銀河係的一顆古老恒星的年齡為132億年。這種測量提供了宇宙年齡的一種下限，也有助於揭示銀河係的化學史。

考古學家測量古跡中的碳-14(元素後的數字表示質量數)或其他放射性同位素含量，可以推算古跡的年代。地質學家測量岩石中的某些放射性同位素含量，可以推算岩石的年齡。類似的，天文學家觀測恒星的某些放射性同位素含量，也可以推算恒星的年齡。

這個小組的領導者是Anna Frebel博士，她在作博士論文時就研究老年恒星。該小組用歐洲南方天文台的“甚大望遠鏡”觀測到恒星HE 1523—0901的光譜，異常地顯示有放射性同位素特征，這樣的恒星是非常罕見的。甚至比“沙裏淘金”還不易地挑選到這顆星。

該小組極其艱難地觀測恒星HE 1523—0901的特殊光譜，以前也在另外兩顆恒星的光譜中發現鈾同位素特征，但至今僅這顆星的最準確地測定出鈾同位素的含量。其次，該小組觀測到恒星HE 1．523-0901光譜有釷同位素特征。鈾和釷的放射同位素是重要的“宇宙鍾”，鈾-238的半衰期為45億年，釷-232的半衰期為140億年。利用放射同位素理論，可以從同位素含量推算出年齡。該小組還觀測到恒星HE 1523—0901光譜有銪、鋨、銥的同位素特征，因而這一顆恒星總共竟有六種“宇宙鍾”，而迄今觀測到其他恒星還沒有多於一種以上的“宇宙鍾”。Frebel說，這真是太偶然和意外了。當你開展探索工作時，你未曾知道將會發現什麽，你希望發現有趣的天體，取決於你發現什麽，然後，你就在那個方向追蹤。

由這些“宇宙鍾”一致地得出，恒星HE 1523—0901的年齡為132億年，銀河係的年齡也不小於此。宇宙開始的“大爆炸”發生在137億年前，即“宇宙的年齡”為137年。這說明，該恒星以及其所長的銀河係在宇宙開始不久就形成了。現在普遍認為，宇宙在“大爆炸”時是溫度極其高、能量極其大的“混沌”，沒有化學元素；隨著宇宙膨脹和冷卻，才開始生成氫、氦等少數輕元素，而重元素則是在恒星形成後的“核合成”反應產生的。如此看來，含重元素的HE 1523-0901不是第一帶恒星，因而可能還有比它老的恒星。無論如何，這個小組得到的新結果非常重要，是用於探索化學元素及同位素在“大爆炸”後不久的產生和演化的重大線索，也為理論學家提供新的重要實測資料，像HE 1523-0901這樣的恒星是研究“核合成”的宇宙理想實驗室。

太陽係

基督教的經典《聖經》中記載了上帝創造出世界的過程：上帝說“要有光”，於是宇宙中就充滿了光明；之後上帝認為“要有日月星辰”，天空中就出現了太陽、月亮和群星；此後上帝又創造出人類的鼻祖——亞當和夏娃，以及形態各異的動植物。宗教中的創世紀從科學的觀點看是有正確之處的，比如說先出現了日月星辰，然後生物才開始出現並繁衍、演化。無神論者對上帝創造宇宙最有名的批駁是：為什麽在日月星辰這些發光體誕生前光就存在了?光是誰發出的?科學與宗教的論戰是相當有趣的，從根本上講誰都無法完全駁倒對方，因為科學講究論點。要有充足的論據支持，而宗教首先要求人們相信它的論點。我們現在要談論的“創世紀”——太陽係的形成，是從科學的角度來看問題的。

任何對太陽係起源的解釋都回避不了一個問題：太陽係的年齡究竟有多大?我們知道，樹的年齡可以從年輪的條紋數來確定，馬的年齡可以從它們的牙齒來數出，如果太陽係中也存在與上述類似的有助於確定其年齡的某些標誌或跡象，我們就能夠得到太陽係的年齡。顯然，太陽係的年齡要比最老的樹還要老許多，我們需要新的方案。