中新網(wǎng)7月11日電 7月10日，美國宇航局(NASA)宣布了一條令人眼睛為之一亮的發(fā)現(xiàn)：他們?cè)谝活w急速旋轉(zhuǎn)的脈沖星和一顆白矮星軌道上發(fā)現(xiàn)了一顆迄今為止人類觀察到的最古老的行星。這顆行星也是宇宙誕生時(shí)形成的第一代行星。它的驚世現(xiàn)身有助于為人類揭開宇宙的生死之謎提供非常有價(jià)值的科學(xué)線索。
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了太陽系的太爺爺
人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的行星究竟是什么樣的一個(gè)概念呢？美國宇航局的科學(xué)家們介紹說，和銀河系里相對(duì)穩(wěn)定且年輕太陽地球比起來，這顆行星是太爺爺級(jí)了，因?yàn)樘祗w物理學(xué)家推測(cè)的太陽年齡是50億歲左右，而這顆行星的年齡高達(dá)130億歲！
這顆古老的行星不但歲數(shù)大，離咱們地球也夠遠(yuǎn)的――位于距離地球5600光年(一光年約等于九兆四千六百億公里)的球狀星團(tuán)的中央。球狀星團(tuán)一直被天文學(xué)家視為不利于形成行星的環(huán)境，因?yàn)榍驙钚菆F(tuán)凝聚之初，形成行星的重物質(zhì)數(shù)量不夠多，所以星團(tuán)內(nèi)不可能發(fā)現(xiàn)行星。然而，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡捕捉到的數(shù)據(jù)推翻了天文學(xué)家們的這一推測(cè)，這次在星團(tuán)里發(fā)現(xiàn)的這顆最古老的行星便是最好的例證。
這發(fā)一現(xiàn)使得宇宙中最古老行星的年歲又增加了10億年。去年，赫赫有名的《自然》雜志曾經(jīng)報(bào)道說，澳大利亞的天文學(xué)家在苦苦探尋幾十年后，終于在銀河系中心附近區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一顆年代久遠(yuǎn)的行星，這顆行星有可能會(huì)為宇宙在大爆炸后的組成提供線索。
據(jù)信這顆星球大約已經(jīng)有120億年的歷史，這意味著它形成的年代早于大爆炸10億年。發(fā)現(xiàn)這一行星的澳大利亞天文學(xué)家邁克爾-貝塞爾表示，天文學(xué)家已將這顆行星命名為HE0107-5240，屬于宇宙中的第二代星球，它已經(jīng)包含金屬元素。
遙遠(yuǎn)的行星是宇宙中的第一代星體
和一年前貝塞爾發(fā)現(xiàn)的HE0107-5240相比，新發(fā)現(xiàn)的這顆行星不僅僅年齡比它大10億歲，最重要的是它屬于宇宙中的第一代星體。
美國賓州大學(xué)教授斯泰恩-辛格遜說：“我們覺得我們發(fā)現(xiàn)了宇宙形成之初第一代行星的典型代表。我們斷定這顆行星形成于130億年前，那時(shí)候我們的銀河系還是幼兒，正正處于剛剛形成階段哩。如果把地球和太陽系中的其它行星跟它比的話，那么就更小了了，因?yàn)榈厍蚝吞栂抵械钠渌行鞘堑谌行�。�?/p>
美國宇航局還介紹說，由于這顆最古老的行星離我們地球太遙遠(yuǎn)了，所以根本無法直接觀測(cè)到，但根據(jù)它所繞行的軌道特性，天文學(xué)家們精確測(cè)算出它的準(zhǔn)確位置和它的質(zhì)量。
行星現(xiàn)身能助人類揭開宇宙的生死這謎
那么，這顆看不見摸不著的行星的發(fā)現(xiàn)對(duì)于人類來說有何意義呢？科學(xué)家們紛紛表示，它的存在為人類揭開宇宙生死之謎提供了重要的線索。宇宙是如何起源的？空間和時(shí)間的本質(zhì)是什么？這是從2000多年前的古代哲學(xué)家到現(xiàn)代天文學(xué)家一直都在苦苦思索的問題。經(jīng)過了哥白尼、赫歇爾、哈勃的從太陽系、銀河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙學(xué)已經(jīng)不再是幽深玄奧的抽象哲學(xué)思辯，而是建立在天文觀測(cè)和物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門現(xiàn)代科學(xué)。
目前學(xué)術(shù)界影響較大的“大爆炸宇宙論”是1927年由比利時(shí)數(shù)學(xué)家勒梅特提出的，他認(rèn)為最初宇宙的物質(zhì)集中在一個(gè)超原子的“宇宙蛋”里，在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數(shù)碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理學(xué)家伽莫夫等人，又詳細(xì)勾畫出宇宙由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于150億年前一次大爆炸后，經(jīng)一系列元素演化到最后形成星球、星系的整個(gè)膨脹演化過程的圖像。但是該理論存在許多使人迷惑之處。
宏觀宇宙是相對(duì)無限延伸的�！按蟊ㄓ钪嬲摗标P(guān)于宇宙當(dāng)初僅僅是一個(gè)點(diǎn)，而它周圍卻是一片空白，即將人類至今還不能確定范圍也無法計(jì)算質(zhì)量的宇宙壓縮在一個(gè)極小空間內(nèi)的假設(shè)只是一種臆測(cè)。況且從能量與質(zhì)量的正比關(guān)系考慮，一個(gè)小點(diǎn)無緣無故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來呢？
人類把地球繞太陽轉(zhuǎn)一圈確定為衡量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)--年。但宇宙中所有天體的運(yùn)動(dòng)速度都是不同的，在宇宙范圍，時(shí)間沒有衡量標(biāo)準(zhǔn)。譬如地球上東西南北的方向概念在宇宙范圍就沒有任何意義。既然年的概念對(duì)宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙論又如何用年的概念去推算宇宙的確切年齡呢？
1929年，美國天文學(xué)家哈勃提出了星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說。哈勃定律只是說明了距離地球越遠(yuǎn)的星系運(yùn)動(dòng)速度越快--星系紅移量與星系距離呈正比關(guān)系。但他沒能發(fā)現(xiàn)很重要的另一點(diǎn)--星系紅移量與星系質(zhì)量也呈正比關(guān)系。
宇宙中星系間距離非常非常遙遠(yuǎn)，光線傳播因空間物質(zhì)的吸收、阻擋會(huì)逐漸減弱，那些運(yùn)動(dòng)速度越快的星系就是質(zhì)量越大的星系。質(zhì)量大，能量輻射就強(qiáng)，因此我們觀察到的紅移量極大的星系，當(dāng)然是質(zhì)量極大的星系。這就是被稱作“類星體”的遙遠(yuǎn)星系因質(zhì)量巨大而紅移量巨大的原因。另外那些質(zhì)量小、能量輻射弱的星系(除極少數(shù)距銀河系很近的星系，如大、小麥哲倫星系外)則很難觀察到，于是我們現(xiàn)在看到的星系大多呈紅移。而銀河系內(nèi)的恒星由于距地球近，大小恒星都能看到，所以恒星的紅移紫移數(shù)量大致相等。
導(dǎo)致星系紅移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)都是在一定范圍內(nèi)圍繞一個(gè)中心按圓形軌跡運(yùn)動(dòng)的，不是像大爆炸宇宙論描述的從一個(gè)中心向四周作放射狀的直線運(yùn)動(dòng)。因此，從地球看到的紫移星系范圍很窄，數(shù)量極少，只能是與銀河系同一方向運(yùn)動(dòng)的，前方比銀河系小的星系；后方比銀河系大的星系。只有將來研制出更高分辨程度的天文觀測(cè)儀器才能看到更多的紫移星系。
宇宙中的物質(zhì)分布出現(xiàn)不平衡時(shí)，局部物質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)不斷發(fā)生膨脹和收縮變化，但宇宙整體結(jié)構(gòu)相對(duì)平衡的狀態(tài)不會(huì)改變。僅憑從地球角度觀測(cè)到的部分(不是全部)可見星系與地球之間距離的遠(yuǎn)近變化，不能說明宇宙整體是在膨脹或收縮。就像地球上的海洋受引力作用不斷此漲彼消的潮汐現(xiàn)象并不說明海水總量是在增加或減少一樣。
1994年，美國卡內(nèi)基研究所的弗里德曼等人，用估計(jì)宇宙膨脹速率的辦法計(jì)算宇宙年齡時(shí)，得出一個(gè)80～120億年的年齡計(jì)算值。然而根據(jù)對(duì)恒星光譜的分析，宇宙中最古老的恒星年齡為140～160億年。恒星的年齡倒比宇宙的年齡大。
1964年，美國工程師彭齊亞斯和威爾遜探測(cè)到的微波背景輻射，是因?yàn)椴紳M宇宙空間的各種物質(zhì)相互之間能量傳遞產(chǎn)生的效果。宇宙中的物質(zhì)輻射是時(shí)刻存在的，3K或5K的溫度值也只是人類根據(jù)自己判斷設(shè)計(jì)的一種衡量標(biāo)準(zhǔn)。這種能量輻射現(xiàn)象只能說明宇宙中的物質(zhì)由于引力作用，在大尺度空間整體分布的相對(duì)均勻性和星際空間里確實(shí)存在大量我們目前還觀測(cè)不到的“暗物質(zhì)”。
至于大爆炸宇宙論中的氦豐度問題，氦元素原本就是宇宙中存在的僅次于氫元素的數(shù)量極豐富的原子結(jié)構(gòu)，它在空間的百分比含量和其它元素的百分比含量同樣都屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)分布規(guī)律中很平常的物理現(xiàn)象。在宇宙大尺度范圍中，不僅氦元素的豐度相似，其余的氫、氧……元素的豐度也都是相似的。而且，各種元素是隨不同的溫度、環(huán)境而不斷互相變換的，并不是始終保持一副面孔，所以微波背景輻射和氦豐度與宇宙的起源之間看不出有任何必然的聯(lián)系。
大爆炸宇宙論面臨的難題還有，如果宇宙無限膨脹下去，最后的結(jié)局如何呢？德國物理學(xué)家克勞修斯指出，能量從非均勻分布到均勻分布的那種變化過程，適用于宇宙間的一切能量形式和一切事件，在任何給定物體中有一個(gè)基于其總能量與溫度之比的物理量，他把這個(gè)物理量取名為“熵”，孤立系統(tǒng)中的“熵”永遠(yuǎn)趨于增大。
但在宇宙中總會(huì)有高“熵”和低“熵”的區(qū)域，不可能出現(xiàn)絕對(duì)均勻的狀態(tài)。所以，那種認(rèn)為由于“熵”水平的不斷升高而達(dá)到最大值時(shí)，宇宙就會(huì)進(jìn)入一片死寂的永恒狀態(tài)，最終“熱寂”而亡的結(jié)局，是把我們現(xiàn)在可觀測(cè)到的一部分宇宙范圍當(dāng)作整個(gè)宇宙的誤識(shí)。
根據(jù)天文觀測(cè)資料和物理理論描述宇宙的具體形態(tài)，星系的形態(tài)特征對(duì)研究宇宙結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，從星系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以推斷整個(gè)宇宙的結(jié)構(gòu)形態(tài)，而發(fā)現(xiàn)世界上最古老的行星對(duì)于研究宇宙這些高深的理論來說當(dāng)然是一個(gè)絕好的證據(jù)。(徐冰川/聞新芳）
