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小編的世界 優質文選 宇宙

宇宙中的第一顆恒星還在嗎?我們還能找到它嗎?答案有些失望


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2022年4月04日 -
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許多恒星在最初形成時由大量的氫和氦組成,因此,它們的壽命也很短,遠遠低於宇宙存在的年齡。但在它們形成的過程中會產生一系列的其他物質。

科學家普遍認為地一顆恒星的質量極可能不小於我們的太陽的質量。但其他一些恒星在最初形成時可能滿足這一條件。

(圖解:恒星想象圖,網絡圖片)

我的猜想是,第一批恒星體積巨大,且早已消失。在恒星形成過程中普遍存在的一個問題是,基於能量守恒的原因,如果有一些物質落入吸積恒星中,除非恒星以某些方式去除一部分能量,否則它最終會累積得到很多能量,並發散回去。當前,恒星形成過程中損失的能量來自熱塵埃發出的輻射,大部分的勢能轉化為動能後,再轉化為熱能被輻射出去。然而,最早形成的恒星,本質是氫和氦,沒有塵埃。它們最有可能被吸積的原因是它們龐大的規模和質量產生了極大的壓力,以至於形成核聚變生成H3+輻射出巨大的熱量。

最早的恒星體格龐大,但在更巨大的超新星摧毀它們之前,它們可能存在的時間非常短暫。盡管短暫,但它們為後來的恒星提供了塵埃。迄今科學家們還沒完全了解第一批恒星形成的真實情況,但我相信零金屬豐度的恒星是不存在的,所有的恒星都含有金屬物質。

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(圖解:瑪土撒拉星想象圖,網絡圖片)

在此,我們可以向瑪土撒拉星致敬,它也被稱為HD 140283。距離天秤座不遠,大約190光年。它不是宇宙中形成的第一顆恒星,但它是我們發現的最古老的恒星。預估其年齡約為136.6億年,這讓它被認為是第二代恒星。它含有一些金屬,這些金屬一定是在第一顆超新星中形成的。

第一批恒星,被稱為“星族Ⅲ”的恒星在科學家的推測中是不含金屬的。盡管詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是為了尋找星族Ⅲ而設計的,但目前尚未找到它們的身影。一些理論認為,第一批恒星質量極高,在這種情況下它們的壽命很短,在今天的宇宙中根本不存在。

這一觀點是極不可能的,有幾個原因:

首先,我們只能在整個宇宙的可見氣泡中看到恒星,因為光有著有限的傳播距離。從我們可見宇宙的邊緣在各個方向上的最大距離可以看出,更遠處的光無法到達我們的視線。

(圖解:可觀測宇宙泡想象圖,網絡圖片)

其次,宇宙永遠在這裏。沒有大爆炸,盡管大爆炸的支持者總在試圖驗證無法解釋的事實,但截至目前他們都失敗了。人們相信大爆炸是因為從遙遠宇宙中看到了紅移,反向推測出大爆炸,並認為宇宙正在膨脹。這也是另一件他們無法解釋的事情。科學家們甚至想象了暗物質、暗能量,來解釋這種無法解釋的膨脹。類似的假說還有很多。

(圖解:暗物質想象圖,網絡圖片)

因此,由於恒星確實會燃燒殆盡的有限壽命,以及宇宙一直在運行,且存在大部分我們看不見的宇宙天體和物質,我們可以根據地球特殊的慣性參照系進行局部思考。但事實上由於我們視角的局限性,我們的很多假設與猜想都有可能會大錯特錯。

(圖解:目前可見宇宙的全景圖;圖源:美國宇航局)

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一般而言,恒星質量越大、壽命越短。我們的太陽在恒星界比較偏小,能持續燃燒約100億年,而第一批恒星形成於130億年錢。早期的恒星體積會很大,因為宇宙的密度比現在高,有更多遊離的氫,而恒星的形成會在密度最大的區域先發生。因此,我們可以得出結論,第一批恒星已經全部不複存在了。

另外,恒星形成的早期條件導致其形成快,同時消亡也快。

但也有說法是,第一批恒星中的某一顆可能仍然存在,因為盡管形成大質量恒星的概率更高,但由於條件的偶然性,仍有可能形成較小的恒星。而且一些小恒星的預期壽命可能比宇宙當前的年齡都要長。

所以,我們能否知曉宇宙中第一顆恒星的蹤跡?可能很困難。因為我們只能在銀河系較近的部分清楚的識別出這些長壽的小而黯淡的恒星,但稍遠的數萬億的其他星系,准確地定位緩慢燃燒的小恒星的年齡也是非常困難的,甚至是不可能的。

BY: quora

FY: 君歸心

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