Astronomové Najdou Hvězdy, Které Jsou Starší Než Vesmír. Jak Je Tohle Možné? - Alternativní Pohled

Astronomové Najdou Hvězdy, Které Jsou Starší Než Vesmír. Jak Je Tohle Možné? - Alternativní Pohled
Astronomové Najdou Hvězdy, Které Jsou Starší Než Vesmír. Jak Je Tohle Možné? - Alternativní Pohled

Video: Astronomové Najdou Hvězdy, Které Jsou Starší Než Vesmír. Jak Je Tohle Možné? - Alternativní Pohled

Video: Astronomové Najdou Hvězdy, Které Jsou Starší Než Vesmír. Jak Je Tohle Možné? - Alternativní Pohled
Video: Новогоднее поздравление 2020 | Рождественский базар | Таллин 2024, Listopad
Anonim

Po přečtení názvu jste si pravděpodobně mysleli, že se zde něco děje. Ale co - hvězda, vesmír nebo něco jiného? Pokud víte, jak hvězdy fungují, můžete si jednu vzít, studovat její fyzikální vlastnosti a zjistit, kdy by se měla objevit. Hvězdy procházejí mnoha změnami, jak stárnou: jejich poloměr, svítivost a změna teploty při spalování paliva. Životnost hvězdy však obecně závisí pouze na dvou vlastnostech, s nimiž se zrodila: na hmotnosti a metalitě, tj. Na množství prvků v ní přítomných, které jsou těžší než vodík a helium.

Nejstarší hvězdy, které jsme našli ve vesmíru, jsou prakticky nedotčeny a z Velkého třesku zbyly téměř 100% vodíku a helia. Mohou mít 13 miliard let a nejstarší je 14,5 miliard let.

A to je velký problém, protože samotný vesmír je starý jen 13,8 miliardy let, říká Ethan Siegel ze společnosti Medium.com.

Image
Image

Jádro globulární klastru Omega Centauri je jednou z nejvíce přeplněných oblastí se starými hvězdami. Zde mohou být hvězdy a 12 miliard let a nejstarší - více než 14 miliard let, a to je problém, protože jsou starší než samotný vesmír.

Nemůže existovat hvězda starší než samotný vesmír; jinak by existovala dlouho před Velkým třeskem. Velký třesk se ale stal zdrojem vzhledu vesmíru, který je nám znám, z něhož vyšla veškerá hmota, energie, neutrina, fotony, antihmota, temná hmota a dokonce i temná energie. Všechno v našem pozorovatelném vesmíru začalo touto událostí a vše, s čím se dnes zabýváme, lze vysledovat až do této chvíle. Proto by mělo být vyloučeno nejjednodušší vysvětlení, které se hvězdy mohly objevit před samotným vesmírem.

Image
Image

Je možné, že jsme nesprávně vyvodili věk vesmíru. Vyjímáme to z přesných měření vesmíru ve velkém měřítku. Prozkoumáním řady funkcí včetně:

Propagační video:

  • poruchy hustoty a teploty v kosmickém mikrovlnném pozadí, dosvit Velkého třesku;
  • shlukování hvězd a galaxií nyní a miliardy světelných let daleko;
  • rychlost expanze Hubbleovy struktury vesmíru;
  • historie tvorby hvězd a galaktického vývoje;

stejně jako mnoho dalších zdrojů získáváme velmi konzistentní obraz vesmíru. Skládá se z 68% temné energie, 27% temné hmoty, 4,9% obyčejné hmoty, 0,1% neutrin, 0,01% záření a je stará asi 13,8 miliardy let. Nejistota stáří vesmíru se pohybuje kolem 100 milionů let, takže zatímco vesmír by rozhodně mohl být o sto milionů let mladší nebo starší, je nepravděpodobné, že dosáhne 14,5 miliard let.

Image
Image

Mise ESA v Gaii měřila pozice a vlastnosti stovek milionů hvězd poblíž galaktického centra a našla nejstarší hvězdy známé lidstvu.

Zbývá jen jedna rozumná možnost: zjevně nesprávně odhadujeme věk hvězd. Podrobně jsme studovali stovky milionů hvězd v různých fázích jejich života. Víme, jak vznikají hvězdy a za jakých podmínek; vědět, kdy a jak zapálí jadernou fúzi; víme, jak dlouho různé fáze syntézy vydrží a jak jsou účinné; víme, jak dlouho žijí a jak umírají, různé typy s různými hmotami. Stručně řečeno, astronomie je vážná věda, zejména pokud jde o hvězdy. Obecně platí, že nejstarší hvězdy mají relativně nízkou hmotnost (méně hmotné než naše Slunce), obsahují málo kovů (jiné prvky než vodík a helium) a mohou být starší než samotná galaxie.

Image
Image

V kulovitých shlucích se nacházejí velmi staré hvězdy.

Mnohé z nich se nacházejí v kulovitých shlucích, které určitě obsahují hvězdy, které jsou staré 12 miliard nebo ve vzácných případech dokonce 13 miliard let. Před jednou generací lidé tvrdili, že tyto shluky byly staré 14 až 16 miliard let, což vyvolalo napětí v zavedených kosmologických modelech, ale postupně zlepšené chápání hvězdného vývoje přineslo tato čísla do souladu. Vyvinuli jsme pokročilejší metody ke zlepšení naší pozorovací schopnosti: měřením nejen obsahu uhlíku, kyslíku nebo železa v těchto hvězdách, ale také pomocí radioaktivního rozpadu uranu a thoria. Můžeme přímo určit věk jednotlivých hvězd.

Image
Image

SDSS J102915 + 172927 je od nás starou hvězdou 4140 světelných let, která obsahuje pouze 1/20 000 těžkých prvků ve srovnání s naším Sluncem a měla by být stará 13 miliard let. Je to jedna z nejstarších hvězd ve vesmíru.

V roce 2007 jsme dokázali změřit hvězdu HE 1523-0901, která tvoří 80% hmotnosti Slunce, obsahuje pouze 0,1% solárního železa a má se za to, že je z hlediska množství radioaktivních prvků stará 13,2 miliard let. V roce 2015 bylo identifikováno devět hvězd poblíž centra Mléčné dráhy, která se vytvořila před 13,5 miliardami let: pouhých 300 milionů let po Velkém třesku. „Tyto hvězdy vznikly před Mléčnou dráhou a kolem nich se vytvořila galaxie,“říká Louis Howes, spoluzakladatel těchto starých památek. Jedna z těchto devíti hvězd má ve skutečnosti méně než 0,001% solárního železa; Toto je typ hvězdy, kterou bude James Webb Space Telescope hledat, když začne fungovat v říjnu 2018.

Image
Image

Toto je digitalizovaný obraz nejstarší hvězdy v naší galaxii. Tato stárnoucí hvězda HD 140283 je vzdálená 190 světelných let. Hubbleův vesmírný dalekohled specifikoval svůj věk na 14,5 miliardy, plus nebo mínus 800 milionů let.

Nejvýraznější hvězdou ze všech je HD 140283, neformálně přezdívaná Hvězda Metuzalém. Je to od nás jen 190 světelných let a můžeme měřit jeho jas, povrchovou teplotu a složení; můžeme také vidět, že se teprve začíná vyvíjet v subgiantové fázi a stát se později červeným obrem. Tyto informace nám umožňují odvodit dobře definovaný věk pro hvězdu a výsledek je přinejmenším alarmující: 14,46 miliard let. Některé vlastnosti hvězdy, jako je obsah železa 0,4% Slunce, říkají, že hvězda je stará, ale ne nejstarší ze všech. A navzdory možné chybě 800 milionů let, Metuzaléh stále vytváří určitý konflikt mezi maximálním věkem hvězd a věkem vesmíru.

Image
Image

Mléčná dráha se po miliardy let nezměnila. Ale jak hvězdy stárnou, nejhmotnější přestanou existovat a nejméně masivní se začnou proměňovat v subgianty.

Dnes je zřejmé, že se této hvězdě v minulosti mohlo něco stát, co dnes neznáme. Možná se narodila masivnější a nějak ztratila vnější vrstvy. Možná, že hvězda absorbovala nějaký materiál později, který změnil jeho hojnost těžkých prvků, což matovalo naše pozorování. Možná jen špatně chápeme subgiant fázi ve hvězdném vývoji starověkých hvězd s nízkou metalicitou. Postupně odvodíme správný tvar nebo spočítáme věk nejstarších hvězd.

Image
Image

Ale pokud máme pravdu, čelíme vážnému problému. V našem vesmíru nemůže být žádná hvězda, která je starší než samotný vesmír. S odhadem věku těchto hvězd je něco špatně, nebo s odhadem věku vesmíru něco špatného. Nebo něco jiného, čemu ještě vůbec nerozumíme. Je to velká šance posunout vědu novým směrem.

Ilya Khel