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新恒星普查结果支持宇宙年龄约138亿年,化解古老恒星年龄争议

2026-7-19 寰宇科学

宇宙年龄约为138亿年,是现代宇宙学观测微波背景辐射(CMB)并结合标准宇宙学模型ΛCDM(LambdaColdDarkMatter)的基本结论。然而,近年天文学家发现,用早期宇宙测量法(宇宙微波背景辐射)和现代宇宙测量法(距离阶梯法)来计算宇宙膨胀速度,两者算出来的结果竟然合不拢,这就是所谓的“哈勃张力”(HubbleTension)。

为了让这两个矛盾的结果强行相符,部分理论尝试在宇宙刚诞生时引入神秘的新物理假说,但这样一改,将使宇宙年龄大幅缩水,从原本大家公认的138亿年被压缩到只剩下约129亿年。如此一来,便会产生极老恒星年龄接近甚至超过宇宙年龄的“恒星比宇宙还老”冲突。

最新发表的一项大型恒星普查研究,重新分析了银河系中最古老恒星的物理性质,结果显示宇宙年龄确实应为138亿年,有力地反驳了修改早期宇宙的模型。

银河系中最古老的恒星为我们提供了有关宇宙年龄的资讯。(Source:AIP

研究团队结合了地面大型巡天计划(LAMOSTDR7)的光谱观测,与欧洲太空总署盖亚太空望远镜(GaiaeDR3)的高精度视差资料,建立起包含155,600颗邻近太阳次巨星(Subgiantstars)的庞大基准样本。

由于这类恒星形成于银河系早期,其化学组成几乎保留了最原始的样貌,是推算时间极佳的“恒星化石”。为了确保数据不受观测误差干扰,研究人员制定了精密的筛选机制,要求极老恒星必须符合“低金属量”与“富含α元素”的化学特征。团队利用马可夫链蒙地卡罗(MCMC)演算法重建真实年龄分布,推导出样本中最古老恒星的真实年龄为137.3(+1.8/-1.5)亿年,若考虑大霹雳后约2亿年才形成首批长寿命恒星,这与CM预测的138亿年宇宙年龄完全相符。

研究人员表示,本次成果不仅重新建立银河系最古老恒星的年龄基准,也为探讨银河系形成历史及早期化学演化提供更可靠的观测基础。未来随著Gaia后续资料释出,以及新一代大型光谱巡天与高解析度望远镜投入观测,将能进一步提升恒星年龄测定精度,并深入研究第一代恒星、银河系形成及宇宙早期演化历程。

这项最新恒星普查结果显示,目前并没有可信的观测证据支持宇宙年龄超过138亿年,反而进一步强化了现代宇宙学对宇宙演化历史的整体理解。