据科学家研究，玛土撒拉星已有139亿岁，为什么这颗恒星比宇宙的年龄还大？
您提到的“玛土撒拉星已有139亿岁”这个说法，确实会让人产生疑问，因为它似乎比我们目前普遍接受的宇宙年龄（大约138亿年）还要长。这其中涉及到一些科学概念和我们认知宇宙的演变过程，我们来详细梳理一下。
首先，要明确的是，“玛土撒拉星”（Methuselah star），正式的科学命名是HD 140283，是一颗非常古老的恒星，它的年龄估算值确实非常接近甚至略微超出宇宙的年龄。但我们要明白，科学的测量总是有误差范围的，并且随着我们观测能力的提高和理论模型的完善，这些数值会不断被修正。
为什么会有“玛土撒拉星比宇宙年龄还大”的说法？
这主要源于早期对HD 140283年龄的估算，以及对宇宙年龄测量方法的理解。
1. 早期年龄估算与误差范围：
天文学家通过分析恒星的光谱（也就是它发出的光的成分和强度），可以推断出恒星的许多性质，包括它的温度、化学成分、亮度和大小。
恒星的寿命与其质量和亮度密切相关。质量越大、亮度越高的恒星，其寿命越短。而质量小、亮度低的恒星则可以存在非常长的时间。
HD 140283是一颗非常暗淡、低质量的恒星，它属于一颗Subdwarf（亚矮星）。这类恒星通常被认为是在宇宙早期形成的，它们的光线比太阳系外的正常矮星要暗淡得多，因为它们已经耗尽了核心的大部分氢燃料，并且比主序星（如太阳）更“收缩”。
早期的测量和模型在计算这类古老恒星的年龄时，存在着较大的不确定性。例如，通过测量恒星的化学组成（特别是金属丰度，这里的“金属”在天文学上是指比氢和氦重的元素）和亮度，可以用来推断恒星的年龄。HD 140283的金属含量非常低，这本身就表明它是在宇宙早期形成的，那时宇宙中的重元素还非常稀少。
在2013年，美国天文学家使用哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）对HD 140283进行了更精确的测量，得出了它约145亿岁的年龄，但这个数字带有±8亿年的误差范围。这意味着它的真实年龄可能在137亿年至153亿年之间。
2. 宇宙年龄的测量：
宇宙的年龄是如何确定的呢？这主要依赖于对宇宙膨胀速率（哈勃常数）的测量，以及对宇宙微波背景辐射（CMB）的分析。
CMB是宇宙大爆炸留下的“余晖”，它携带了早期宇宙的信息。通过精确测量CMB的温度涨落，科学家们可以建立一个宇宙模型，并从中推算出宇宙的年龄。
目前最被广泛接受的宇宙年龄是大约138亿年，这是基于普朗克卫星（Planck satellite）等对CMB的观测数据和标准的宇宙学模型（LambdaCDM模型）得出的。这个数值也存在一定的误差，大约在±0.1亿年左右。
矛盾的出现与解释：
当HD 140283的年龄估算值（145亿±8亿年）与宇宙年龄（138亿±0.1亿年）放在一起时，我们看到了一个潜在的矛盾：HD 140283的年龄上限（153亿年）似乎比宇宙年龄的上限（138.1亿年）还要大。
这并不是说我们对宇宙年龄的理解是错误的，或者HD 140283真的比宇宙早诞生。更合理的解释是：
恒星年龄估算的误差： 恒星年龄的测量，尤其是对于这类极端古老、低金属含量的恒星，其不确定性仍然较大。早期的测量技术和模型可能未能完全捕捉到所有影响因素。
关键的测量参数： 恒星的年龄估算主要依赖于它的光度、半径和表面温度。即使是很小的测量误差，叠加在几十亿年的时间尺度上，也会导致显著的年龄差异。
模型的局限性： 恒星演化模型是科学家们根据物理定律构建的，但它们是对复杂过程的简化。例如，恒星内部的对流、核聚变速率的微小变化，甚至恒星在形成时是否受到了其他天体的干扰，都可能影响其最终的年龄估算。
“金属”的含义： HD 140283的金属丰度非常低，这意味着它形成于一个重元素含量极低的宇宙时期。这使得它在恒星演化模型中显得更加“特异”，计算也更具挑战性。
宇宙学模型的精炼： 随着观测数据的进步，宇宙学模型也在不断被修正和完善。早期的宇宙模型可能不如现在的LambdaCDM模型精确，它对宇宙的年龄和膨胀历史的描述可能不够到位。
最新的理解与解决方案：
近年来，随着对HD 140283更深入的研究和观测，其年龄估算的上限已经逐渐向宇宙年龄靠拢，或者说，原始的“145亿岁”这个数字经过更严谨的分析后，其误差范围内的最小值已经能够被宇宙年龄所容纳。
更精确的测量： 通过利用更先进的望远镜和更精细的数据分析技术，天文学家们在不断降低对HD 140283等古老恒星年龄估算的误差。
模型修正： 恒星演化模型也在不断改进，纳入了更多物理细节，例如不同化学元素的影响、磁场的作用等，以提高年龄估算的准确性。
简单来说，当科学家说HD 140283大约139亿岁时，这是一个基于当前最佳数据和模型的估算，它是一个包含了不确定性的数值。而宇宙138亿岁的年龄，也是一个基于当前最佳数据和模型的估算，同样包含不确定性。
当这两个包含不确定性的数字“相遇”时，HD 140283的年龄估算的误差范围，可能恰好允许它比宇宙的平均年龄大一点点，但更普遍的共识是，它的年龄非常接近宇宙的年龄，并且误差范围内的数据与宇宙年龄是兼容的。
这并非一个“比宇宙年龄还大”的悖论，而是一个科学认知过程的体现：
1. 早期观测与推测： 我们通过有限的工具和理论，对遥远的宇宙进行观测和推测。
2. 数据更新与模型迭代： 随着科技发展，我们获得更精确的数据，并不断修正和改进我们的理论模型。
3. 逐步接近真相： 这是一个持续优化的过程，每一次修正都让我们离真相更近一步。
HD 140283的例子，恰恰说明了科学研究的严谨性和动态性。它不是固定不变的真理，而是在不断发展和完善的认知体系中，一个鲜活的案例。它提醒我们，即使是最古老的恒星，其年龄的确定也充满了挑战，并且总有被更精确观测所修正的可能性。
首先，要明确的是，“玛土撒拉星”（Methuselah star），正式的科学命名是HD 140283，是一颗非常古老的恒星，它的年龄估算值确实非常接近甚至略微超出宇宙的年龄。但我们要明白，科学的测量总是有误差范围的，并且随着我们观测能力的提高和理论模型的完善，这些数值会不断被修正。
为什么会有“玛土撒拉星比宇宙年龄还大”的说法？
这主要源于早期对HD 140283年龄的估算，以及对宇宙年龄测量方法的理解。
1. 早期年龄估算与误差范围：
天文学家通过分析恒星的光谱（也就是它发出的光的成分和强度），可以推断出恒星的许多性质，包括它的温度、化学成分、亮度和大小。
恒星的寿命与其质量和亮度密切相关。质量越大、亮度越高的恒星，其寿命越短。而质量小、亮度低的恒星则可以存在非常长的时间。
HD 140283是一颗非常暗淡、低质量的恒星，它属于一颗Subdwarf（亚矮星）。这类恒星通常被认为是在宇宙早期形成的，它们的光线比太阳系外的正常矮星要暗淡得多，因为它们已经耗尽了核心的大部分氢燃料，并且比主序星（如太阳）更“收缩”。
早期的测量和模型在计算这类古老恒星的年龄时，存在着较大的不确定性。例如，通过测量恒星的化学组成（特别是金属丰度，这里的“金属”在天文学上是指比氢和氦重的元素）和亮度，可以用来推断恒星的年龄。HD 140283的金属含量非常低，这本身就表明它是在宇宙早期形成的，那时宇宙中的重元素还非常稀少。
在2013年，美国天文学家使用哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）对HD 140283进行了更精确的测量，得出了它约145亿岁的年龄，但这个数字带有±8亿年的误差范围。这意味着它的真实年龄可能在137亿年至153亿年之间。
2. 宇宙年龄的测量：
宇宙的年龄是如何确定的呢？这主要依赖于对宇宙膨胀速率（哈勃常数）的测量，以及对宇宙微波背景辐射（CMB）的分析。
CMB是宇宙大爆炸留下的“余晖”，它携带了早期宇宙的信息。通过精确测量CMB的温度涨落，科学家们可以建立一个宇宙模型，并从中推算出宇宙的年龄。
目前最被广泛接受的宇宙年龄是大约138亿年，这是基于普朗克卫星（Planck satellite）等对CMB的观测数据和标准的宇宙学模型（LambdaCDM模型）得出的。这个数值也存在一定的误差，大约在±0.1亿年左右。
矛盾的出现与解释：
当HD 140283的年龄估算值（145亿±8亿年）与宇宙年龄（138亿±0.1亿年）放在一起时，我们看到了一个潜在的矛盾：HD 140283的年龄上限（153亿年）似乎比宇宙年龄的上限（138.1亿年）还要大。
这并不是说我们对宇宙年龄的理解是错误的，或者HD 140283真的比宇宙早诞生。更合理的解释是：
恒星年龄估算的误差： 恒星年龄的测量，尤其是对于这类极端古老、低金属含量的恒星，其不确定性仍然较大。早期的测量技术和模型可能未能完全捕捉到所有影响因素。
关键的测量参数： 恒星的年龄估算主要依赖于它的光度、半径和表面温度。即使是很小的测量误差，叠加在几十亿年的时间尺度上，也会导致显著的年龄差异。
模型的局限性： 恒星演化模型是科学家们根据物理定律构建的，但它们是对复杂过程的简化。例如，恒星内部的对流、核聚变速率的微小变化，甚至恒星在形成时是否受到了其他天体的干扰，都可能影响其最终的年龄估算。
“金属”的含义： HD 140283的金属丰度非常低，这意味着它形成于一个重元素含量极低的宇宙时期。这使得它在恒星演化模型中显得更加“特异”，计算也更具挑战性。
宇宙学模型的精炼： 随着观测数据的进步，宇宙学模型也在不断被修正和完善。早期的宇宙模型可能不如现在的LambdaCDM模型精确，它对宇宙的年龄和膨胀历史的描述可能不够到位。
最新的理解与解决方案：
近年来，随着对HD 140283更深入的研究和观测，其年龄估算的上限已经逐渐向宇宙年龄靠拢，或者说，原始的“145亿岁”这个数字经过更严谨的分析后，其误差范围内的最小值已经能够被宇宙年龄所容纳。
更精确的测量： 通过利用更先进的望远镜和更精细的数据分析技术，天文学家们在不断降低对HD 140283等古老恒星年龄估算的误差。
模型修正： 恒星演化模型也在不断改进，纳入了更多物理细节，例如不同化学元素的影响、磁场的作用等，以提高年龄估算的准确性。
简单来说，当科学家说HD 140283大约139亿岁时，这是一个基于当前最佳数据和模型的估算，它是一个包含了不确定性的数值。而宇宙138亿岁的年龄，也是一个基于当前最佳数据和模型的估算，同样包含不确定性。
当这两个包含不确定性的数字“相遇”时，HD 140283的年龄估算的误差范围，可能恰好允许它比宇宙的平均年龄大一点点，但更普遍的共识是，它的年龄非常接近宇宙的年龄，并且误差范围内的数据与宇宙年龄是兼容的。
这并非一个“比宇宙年龄还大”的悖论，而是一个科学认知过程的体现：
1. 早期观测与推测： 我们通过有限的工具和理论，对遥远的宇宙进行观测和推测。
2. 数据更新与模型迭代： 随着科技发展，我们获得更精确的数据，并不断修正和改进我们的理论模型。
3. 逐步接近真相： 这是一个持续优化的过程，每一次修正都让我们离真相更近一步。
HD 140283的例子，恰恰说明了科学研究的严谨性和动态性。它不是固定不变的真理，而是在不断发展和完善的认知体系中，一个鲜活的案例。它提醒我们，即使是最古老的恒星，其年龄的确定也充满了挑战，并且总有被更精确观测所修正的可能性。
网友意见
因为你看的N手消息在传播过程中丢失了数值范围。
所谓“玛土撒拉星”，指恒星 HD 140283，是一颗位于天秤座的贫金属次巨星，距离地球约 190 光年，其极低的金属含量一般被认为表示形成年代非常古老。宾夕法尼亚州立大学研究人员研究了从 2003 年到 2011 年哈勃望远镜对该恒星的观测数据，估计 HD 140283 形成于 146.6±8 亿年前，下限是 136.6 亿年，并未超出根据威尔金森微波各向异性探测器的数据估计的宇宙年龄（137.72±0.59 亿年）、根据普朗克卫星的数据估计的宇宙年龄（137.72±0.40 亿年[1]）。
2014 年，一项后续研究将 HD 140283 的年龄估计为 142.7±7 亿年[2]。你可以将这类数值问题归结为多项观测数据的不确定性和方法上的局限性。
HD 140283 是目前人类观测到的估计年龄最老的恒星，但这主要受限于我们贫弱的观测能力。按照 HD 140283 的金属丰度[3]，它是可观测宇宙中的第二代恒星之一。一般认为可观测宇宙中的第一代恒星在大爆炸后数百万年内形成，并在数百万年内发生超新星爆发，由此释放出来的物质经过数千万年的冷却、形成了第二代恒星。
HD 140283 不是独一无二的古老恒星，HE 0107-5240、HE 1327-2326、HE 1523-0901 的估计年龄也在 130 亿年以上。按照目前的理解，构成那些古老天体的许多粒子和构成你身体的许多粒子一样老，只是构成你身体的粒子曾经参与构成的古老天体规模比较大，早就发生超新星爆炸而散开了，这才辗转到你身上。
人们对古老恒星的演化的了解并不保证准确，估测这样老的恒星的年龄可能有很大的误差。也不排除在过去漫长的时间里有其它因素影响了 HD 140283 等恒星的金属丰度。
参考
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