科学|宇宙年龄数据要更新？利用球状星团，科学家得出了这个数字
_本文原题：宇宙年龄数据要更新？利用球状星团 ， 科学家得出了这个数字
根据此前的数据 ， 宇宙大约形成于138亿年前的一次大爆炸 。
这个数字来自于普朗克卫星的观测结果 ， 不过 ， 当科学家们换一种方式进行研究的时候 ， 却总是得到另外一个数字 。
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最近 ， 又有关于宇宙年龄的一项研究被发表出来 ， 又展现了一个新的数字：我们的宇宙形成于大约133.5亿年前 ， 比以往的说法要晚一些 。 虽然这和138亿年的数字只差了4亿多年的时间 ， 但其中的差别还是非常明显的 。
这项研究是巴塞罗那大学（ICCUB）宇宙科学研究所的博士前研究员David Valcin领导他来自西班牙、法国及美国的同事们进行的 ， 他们利用了银河系中的球状星团 ， 得出了这个数字 ， 并且已经将论文提交到《宇宙学和天体粒子物理学杂志》等待审核 。
球状星团是一种比较常见的恒星集合 ， 它们的特点也非常明显 。 它们与疏散星团是相对的两种星团 ， 比后者的恒星密度更大 。 同时 ， 球状星团的恒星年龄也都比较老 ， 年龄一般在100亿岁以上 ， 很多都已经进入红巨星阶段 ， 甚至有一部分早已经死亡 。 对于科学家来说 ， 这些古老的恒星见证的宇宙的历史岁月 ， 是我们了解银河系演化的重要工具 。
【科学|宇宙年龄数据要更新？利用球状星团，科学家得出了这个数字】
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（图片说明：欧洲航天局盖亚卫星对银河系中球状星团的观测）
因此 ， 科学家们一直对球状星团十分关注 。 正如Valcin等人所介绍的那样：“球状星团是宇宙中形成最早的恒星集合之一 ， 我们可以借助它们来判断星系和恒星形成的时间 ， 从而推测出宇宙的年龄 。 从天体物理学的角度来看 ， 他们为星系和恒星的形成提供了大量宝贵的信息 。 ”
为此 ， 他们借助哈勃太空望远镜的先进巡天相机的观测数据 ， 对68个球状星团进行了分析研究 。 具体来说 ， 他们是根据这些星团的亮度来测量恒星的分布 。 而这些恒星的亮度分布 ， 需要借助等时线来进行模拟 。 所谓的等时线 ， 指的是可以对不同质量恒星的年龄进行计算后得到的模型 。
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（图片说明：像左图中M80这样的大部分球状星团中恒星的年龄都比较接近 ， 普遍是宇宙第二代恒星；而右图中NGC 1866则是少数几个特例之一 ， 其中也包含着年轻的蓝色高温恒星）
Valdin指出：他们借助了哈勃太空望远镜对球状星团观测后总结的目录 ， 然后利用理论上的等时线模型从这些球状星团的颜色—视星等图获取了关于其中恒星的一些信息 。 将恒星的大小、质量等参数代入到这个等时线模型中 ， 就可以获得一个相对比较小的关于其年龄的范围 。 由于球状星团的恒星年龄相对比较统一 ， 因此只要求出其中一些恒星的年龄 ， 就可以判断整个星团的年龄 。
该团队将等时线及恒星轨迹的模型以及达特茅斯的恒星演化数据库结合在一起 ， 最终对宇宙中最古老的球状星团的平均年龄进行了计算 ， 得出了131.3亿年的数据 。 由于它们的形成也需要一定的时间 ， 最终该团队利用这个数据 ， 推测出宇宙的年龄大约是133.5亿年 。 这个结果的置信度 ， 大约为68% 。
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（图片说明：宇宙大爆炸时间线 ， 今天宇宙中的中微子在最初被射出的时候影响了宇宙在微波背景辐射时期的变化 ， 而接下来的宇宙演化都是在物理定律下进行的）
在此之前 ， 欧洲航天局的普朗克卫星 ， 利用了对宇宙微波背景辐射的观测 ， 计算出了138亿年的结果 。 这个计算方法 ， 依赖于CDM模型 。 所谓的CDM模型 ， 是目前比较流行的一种关于宇宙诞生及演化过程的理论 。 它指出我们的宇宙由暗能量（68.3%）、暗物质（26.8%）和可见物质（4.9%）组成 。
在此之前 ， 我们对宇宙年龄的估算 ， 基本上都是基于这个模型 。 而这一次的研究 ， 则完全跳出了这个理论 ， 结果与此前的研究有了大约4亿年的差距 。
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不过研究团队指出：考虑到观测和计算过程中有±1.6亿年的统计学不确定性和±5亿年的系统误差 ， 这个结果也并不违背此前的结论 。 这意味着二者可以相互印证 ， 那么两种方法可能都是正确的 ， 我们推测的宇宙年龄更加可信了 。 每一个都可以独立被我们使用 ， 来推测宇宙的年龄 。
不过 ， 在此之前 ， 也有一些关于宇宙年龄的数据 ， 看起来和今天的结果相差甚远 ， 甚至有些离谱 。 这些方法也并非是胡编乱造的 ， 看起来也头头是道 ， 至于它们为何出错 ， 目前还不得而知 。 Valdin等人指出 ， 只有取得更多的观测数据和研究突破 ， 我们才能找到那些方法错误的原因 。
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“由于宇宙的膨胀带来了持续不断的不确定性 ， 收集更多的数据就更加至关重要了 。 这些数据必须在最大程度上摆脱宇宙学的影响 ， 才能让我们更好地了解差异的源头 。 虽然球状星团不能被我们直接用来衡量宇宙的膨胀 ， 但它让我们能够缩小宇宙年龄的范围 ， 这就与宇宙的膨胀有关了 。 目前的宇宙年龄数据也是通过宇宙微波背景辐射的观测确定的 ， 但它对模型的依赖性很强 。 而我们的观测则不需要假设任何一个模型的成立 ， 这是非常有价值的 。 这两个结果的一致性可以对宇宙模型的很多重要方面提供确认 。 ”
宇宙的年龄始终是科学家非常关注的话题 ， 它牵扯着许多的秘密 。 只不过 ， 长期以来 ， 虽然主流观点比较相同 ， 但还是有很多人得出了不同的数字 。 目前来看 ， 138亿年这个数字相对比较准确 ， 而且也得到了多个不同方法的印证 。
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（图片说明：壮观的球状星团）
恰好在最近 ， 另外一支来自7个国家的科学家团队也得出了这个结论 ， 不过同样是利用宇宙微波背景辐射 。 不过 ， 绝大部分科学家得出这个结论 ， 都是在CDM模型下 。 这就好像你在地铁上采访坐着的人挤不挤一样 ， 得到一致的答案本就在情理之中 。
正因如此 ， 本次研究才显得格外重要 。 就好像刚才地铁的例子一样 ， 如果站着的人都说不挤 ， 那才证明的确不挤 。 因此 ， 本次研究跳出CDM模型对宇宙年龄计算后仍然得出了相似的结果 ， 证明两个探测方法很可能都是正确的 。 看样子 ， 宇宙的年龄已经接近正确答案了吧 。
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