宇宙的年齡

天文學家們24日說，他們利用“哈勃”太空望遠鏡觀測到了迄今所發現的銀河係中最古老的白矮星，這為確定宇宙年齡提供了一種全新的途徑。新推算出的宇宙年齡約為130～140億年。

天文學家們在美國宇航局的新聞發布會上介紹說，這些古老白矮星是在位於天蠍星座、距地球7000光年的一個名為M4的球狀星團中發現的。分析表明，這些白矮星的年齡約為120～130億年。

白矮星是宇宙中早期恒星燃盡後的產物，它會隨著年齡的增長而逐漸冷卻，因而被視為測量宇宙年齡的理想“時鍾”。天文學家們比喻說，借助白矮星來估算宇宙的年齡，就好似通過餘燼去推測一團炭火是何時熄滅的，原理上比較簡單。但問題是白矮星會由於不斷冷卻而越來越黯淡，這是實際觀測中需要克服的困難。

在觀測M4球狀星團的過程中，“哈勃”太空望遠鏡的觀測能力發揮到了極限。望遠鏡上的照相機在67天中累計用了8天的曝光時間，才拍攝下迄今最黯。淡、溫度最低的白矮星照片。這些白矮星光線極其微弱，亮度不及人的肉眼所能看到的最暗星體的10億分之一。

新發現的白矮星前身是宇宙中的第一批恒星。“哈勃”太空望遠鏡早先的觀測結果顯示，宇宙中的首批恒星，最早可能是在誕生宇宙的“大爆炸”後不到10億年間形成的。因此，將這10億年考慮進去，結合最新的白矮星觀測結果，推算出宇宙的年齡應該為130億年至140億年之間，這與早先的一些結果基本相符。

此前關於宇宙年齡的推斷，主要基於對宇宙膨脹速率的測算。天文學家們指出，白矮星觀測提供的是一種完全不同的獨立手段，將有助於驗證和核對用其他方法得出的結果。

宇宙中的居住區

人們經常問：我們地球不僅表麵有生命，溫暖的地殼下麵和寒冷的冰山頂上也有。地球外也有生命嗎?科學家認為，回答應當是肯定的，他們把地球外有生命的地方叫做“生命居住區”，並且認為生命居住區隻能出現在地球型行星和相應的衛星，例如太陽係的火星、木衛二、木衛三、土衛二和土衛六上。而恒星上因為溫度太高，生命難以生存，所以不能作為居住區。

“居住區”一詞最早出現在1959年。1992年美國賓夕法尼亞洲的詹姆斯·凱斯汀對它作了詳細的闡述：居住區是恒星周圍的空間區域，區域內的行星表麵上要有液態水，這樣的區域隻能存在於“太陽型恒星”周圍的行星上，在我們太陽係中，居住區位於金星與火星之間，這裏不太熱，也不太冷，是“黃金軌道”區。比金星近的行星太熱，太幹燥，也不能太遠，像冥王星那樣的行星太冷，整個行星結成了一塊冰，生命無法生存。居住區的位置取決於帶行星係統的恒星大小和溫度，一般位於恒星外麵。恒星越熱，居住區的位置越遠，也越寬。居住區也取決於行星大氣，如果某行星周圍存在大量俘獲熱量的溫室氣體，例如二氧化碳，那麽該行星就可以維持在距離恒星較遠的地方。此外，還希望恒星周圍有氣體或塵埃盤，否則就沒有形成行星的“原料”。行星形成後還需有長期穩定的氣候和適當比例的化學成分，還需要有磁場防護來自太空其他星球的致命高能粒子襲擊。對地球大小行星而言，維持生命或許還需要一個大質量行星作為“引力真空吸塵器”，為地球大小的行星清除前進道路上的障礙，以免發生1994年“蘇梅克一劉維彗星”撞擊木星那樣的宇宙撞擊事件。

對於牛命起源和生存而言，一定要在地質時間尺度上保持連續的可居住性。由於這個原因，天文學家隻選擇低質量的主序星作為具有可居住的行星。這樣的恒星像太陽一樣，所以生命的諾亞方舟應當到“太陽型”恒星周圍去找。現在已經在太陽係外發現了130多顆行星，但遺憾的是，除地球外，目前還沒找到一顆行星上有生命棲息。據估計，在銀河係內，周圍擁有行星係統的恒星有100～150萬顆，而且這些恒星不是一成不變的，由於演化，恒星會變老。恒星變老，光度會增加，這將推動居住區向外移。在極端情況下，整個居住區可以移到它的所在地外麵，從而導致業已形成居住區的行星上一切生命都慘遭不幸!在太陽的情況下，居住區將移動O．95～1．15個天文單位，好在大部分恒星生命期間，恒星變老對居住區影響不太大，不會影響到居住區的存在，即使在它們內外邊緣隨其光度變化而變化的時候，也不會有多大的改變。

人類的認識是與時俱進的，科學家的思想也是一樣。二十世紀下半葉，在宇宙生命研究中取得了一係列發現，這些發現向傳統觀念提出了挑戰，讓科學家對居住區的認識有了飛躍。10年前科學家在被視為生命不能存在的海底發現了微生物，其中有奇異的蟹、奇異的蛤和奇異的管蟲，還有細菌移民。這是一些超級喜熱微生物，生活在底火山口附近117℃的熱液周圍或熱液中，依靠從火山口噴發山來的鱗狀發光物生活。它們能抗禦極高的壓力和腐蝕性極強的酸，能經受大劑量輻射照射。除了海底存在奇異的有機物外，還在幾米深的溫暖地殼下麵和寒冷的冰山頂上，發現了包括超級喜熱微生物在內的多種原始生命。超級喜熱微生物與呼吸氧氣的有機物獲得能量的方式不同，它們不需要有機分子或陽光，而是由臨時代謝作用獲得能量。地球上所有有機物內都存在核糖核酸的細胞分子，每一種核糖核酸都有唯一的化學序列，兩種比較接近的核糖核酸，其核糖核酸序列比較相像。因此大量比較有代表性的有機物，科學家可以做出地球上熟悉的“生命樹，令人驚訝的是，生命樹的“根”和最低的“枝”都被超級喜熱微生物占據著。這給科學家一個啟迪：生命可能起源超級喜熱微生物；在苛刻的生命條件下，生命力頑強的有機體能夠生存。因此在傳統的居住區外麵，有液態水的地方也可以支持生命存在；如果一顆巨大行星內有大量內能提供熱量，它就不需要接近太陽，在沒有光照的表麵上也能有足夠能量維持生物量。

即使上麵一切都具備了，在適當軌道上發現地球大小的行星後，還需要對新世界的居住區進行仔細考慮。因此，在尋找太陽係外新行星的同時，還需要對已經探測到的生命諾亞方舟進行深入研究。有人預計，發現新行星的任務在10～25年內可以基本結束，而由於太陽係外行星距離遙遠，那裏l米大小的物品地麵望遠鏡無法看見，因此第二項任務落到了空間科學家的頭上。空間科學家準備發射大型空間望遠鏡，已列入計劃的有歐洲空間局的“達爾文”(簡稱D刪in和美國宇航局的“地球型行星發現者”(簡稱T=PF)。