الفلك

كيف يمكن أن يكون "HD 140283" أقدم من الكون؟

كيف يمكن أن يكون


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد عرف العلماء عن النجم HD 140283، الملقب بشكل غير رسمي بنجم Methuselah ، لأكثر من 100 عام ، لأنه يبحر عبر السماء بمقطع سريع نسبيًا. قال الباحثون إن النجم يتحرك بسرعة 800 ألف ميل في الساعة (1.3 مليون كم / ساعة) ويسافر بعرض البدر في السماء كل 1500 عام أو نحو ذلك. قوته الظاهرية 7.223.

كانت الأبحاث السابقة قد قدرت أن ما يسمى بـ "نجم ميثوسيلا" في مجرة ​​درب التبانة قد وصل إلى المستوى المطلوب 16 مليار سنة. هذه مشكلة ، لأن معظم الباحثين يتفقون على أن الانفجار العظيم الذي خلق الكون قد حدث قبل 13.8 مليار سنة.

تشير التقديرات اللاحقة إلى أن النجم قد يكون قديمًا 14.5 مليار سنة (± 0.8 مليار سنة) ، وهي لا تزال أقدم من عمر الكون المحسوب بحوالي 13.8 مليار سنة. هذه معضلة واضحة.

كيف يمكن أن يكون النجم أقدم من الكون نفسه؟


إنه ليس كذلك - العمر الحالي هو تقدير. يأتي التناقض من محاولات الفلكيين لقياس جوانب النجم بشكل كامل وصحيح ، وخاصة بعده. من صفحة وكالة ناسا:

تقلل تقديرات عمر هابل الجديدة نطاق عدم اليقين في القياس ، لذلك يتداخل عمر النجم مع عمر الكون - كما تم تحديده بشكل مستقل من خلال معدل تمدد الفضاء ، وتحليل الخلفية الميكروية من الانفجار العظيم ، وقياسات الاضمحلال الإشعاعي.

حاليًا ، إذا كنت تأخذ عدم اليقين في الاعتبار ، فإن التيار تقدير بالنسبة لعمر النجم هو 14.5 +/- 0.8 مليار سنة أو ما بين 15.3 و 13.7 مليار سنة - تتداخل النهاية الأخيرة من التقدير مع النموذج الحالي لعمر الكون - لذا فإن الطريقة الأكثر صحة لوصف هذا العمر هي أن يبلغ عمر HD 140283 13.7 مليار سنة على الأقل بهذا التقدير.

ورقة بحثية أخرى مبنية على هذا النجم في الطبيعة - "النجم القريب قديم قدم الكون تقريبًا" ، قام فريق بتقليص العمر إلى 13.9 +/- 0.7 مليار سنة ، مشيرًا إلى أن:

مع الأخذ في الاعتبار هذا الخطأ التجريبي ، فإن العمر لا يتعارض مع عمر الكون ، 13.77 مليار سنة.

أكثر بإيجاز أن

لذلك فإن عمر النجم لا يقل عن 13.2 مليار سنة

لا شك في أنه يتم إجراء المزيد من العمل لتحسين عمر النجم.


تشير التقديرات اللاحقة إلى أن عمر النجم قد يصل إلى 14.5 مليار سنة (± 0.8 مليار سنة) ، وهو ما يزال أقدم من عمر الكون المحسوب بحوالي 13.8 مليار سنة ، وهي معضلة واضحة.

لا توجد معضلة. إن ± 0.8 مليار سنة مهمة. اطرح 0.8 مليار سنة من رقم 14.5 مليار سنة (تم تعديله لاحقًا إلى 14.27 مليار سنة) وستحصل على 13.7 مليار سنة ، أي أقل من عمر الكون. لاحظ أيضًا أن 0.8 مليار سنة من عدم اليقين هي الخطأ المعياري ، أو تقريبًا انحراف معياري واحد. هذا العمر المنقح البالغ 14.27 مليار سنة يجعل المعضلة غير موجودة أساسًا. هذا أقدم من العمر المقدر للكون بمقدار 0.4 إلى 0.5 مليون سنة ، وهذا ليس مهمًا حتى على مستوى سيجما الواحد.

يستخدم علماء فيزياء الجسيمات عمومًا مستوى الخمس سيجما للتمييز بين "شبه مؤكد" و "ربما" (ويحجم علماء فيزياء الجسيمات عن نشر "ربما"). يستخدم علماء الفلك عمومًا مستوى ثلاثي سيجما. حتى علماء الاجتماع قد يرفضون اعتبار أي انحراف أقل من سيجما مهمًا.


HD 140283 وعصر الكون

أشاهد مقطع فيديو عن نجم يفترض أنه أقدم من الكون. HD140283 (متوشالح). وفقًا لأول 20 عامًا من البحث عن النجم ، اعتقد العلماء أن عمر النجم يزيد قليلاً عن 14 مليار عامًا بناءً على كمية الأكسجين الموجودة فيه. يقر العلماء الآن بأنهم ارتكبوا عدة أخطاء في دراسة النجم. إنه نجم من الجيل الثاني يتراوح عمره بين 11.5 و 12 مليار سنة.

سؤالي هو: كيف استمرت كل هذه المدة؟ (إنها نجمة زرقاء عملاقة معدنية فقيرة).


HD140283 أو Methuselah Star: الشيء الذي يحير العلماء

في كوكبة الميزان على بعد حوالي 190 سنة ضوئية من كوكبنا ، يوجد أحد أكثر الأشياء غموضًا في مجرتنا ، النجم المستحيل الذي يبدو أنه أقدم من الكون نفسه.

يتحرك HD 140283 عبر جوار المجرة بسرعة مذهلة تبلغ 800000 ميل في الساعة (1.3 مليون كم / ساعة) بالنسبة لنظامنا الشمسي بهذه السرعة ، ويغطي عرض القمر الكامل في السماء كل 1500 سنة أو نحو ذلك.

يعد معدل الحركة المرتفع هذا دليلًا على أن النجم يمر للتو عبر منطقتنا الفضائية ، وبالتالي سيعود في النهاية إلى مجرتنا وهالة # 8217s - وهي منطقة الفضاء حيث توجد نجوم مجرة ​​درب التبانة & # 8217 أقدم.

باستخدام خريطة النجوم هذه ، يمكنك العثور عليها ونسخها. Fujii و Z. Levay (STScI)

هذه سخافة ، من الواضح أن شخصًا ما قد أخطأ في شيء ما هنا ، ومن المؤكد تقريبًا أن عمر نجم ميثوسيلا ، وليس عمر الكون المفترض ، والذي تم قياسه ب 13.78 وما فوق 0.037 مليار سنة. ولكن هنا مفاجأة # 8217!

في عام 2014 ، قام فريق من علماء الفلك باستخدام تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا و # 8217s بتحسين المسافة إلى HD 140283 وقدر عمره: يمكن أن يكون نجم Methuselah عمره (14.5 & plusmn 0.8) مليار سنة ، وهذا بالكاد يدخل النجم إلى العالم من كونها ممكنة - فهي لا تزال أقدم من الكون ، وهي معضلة لعلماء الكونيات.

وجدنا أن هذا هو أقدم نجم معروف بعمر محدد بدقة ،

ربما يكون علم الكونيات خاطئًا ، أو فيزياء النجوم خاطئة ، أو أن مسافة النجم & # 8217s خاطئة. لذلك شرعنا في تحسين المسافة.

إذن ، السؤال هو ما الخطأ الذي ارتكبناه؟ حسنًا ، لا يزال هناك الكثير من الأشياء التي لا نعرفها عن تشكل النجوم وعملية الشيخوخة ، والجميع على ثقة من أن HD 140283 ليس أقدم من الكون في الواقع.

ولكن ما نحن على يقين من أن نجم Methuselah هو أحد كبار رجال الدولة في الكون. بالنظر إلى عدم اليقين الذي يبلغ 800 مليون سنة ، يمكن أن يكون عمر النجم 13.6 مليار سنة ، أي داخل عمر الكون.

توضيح فني لـ HD 140283 نجمة حمراء عملاقة و copyex-astris1701 - DeviantArt

كانت النجوم الأولى في الكون هي ما يسمى بالنجوم السكانية الثالثة ، ويعتقد أن النجوم تشكلت من الغيوم البدائية & # 8220 جزيئي & # 8221 ، بعد 100 مليون سنة من الانفجار العظيم.

كانت هذه النجوم نجومًا فائقة العملاق - كتلة أكبر من الشمس بما يتراوح بين 100 إلى 1000 مرة ، وساخنة ومشرقة ، وتنفجر على شكل مستعرات عظمى بعد حوالي مليوني سنة فقط. أنتجت نجوم المجموعة الثالثة ونشرت العناصر الثقيلة الأولى ، مما مهد الطريق للتشكيل النهائي لنجوم البوب ​​II.

يجب أن يكون ميثوسالح من الجيل الثاني من النجوم ، ويشير كونه قريبًا جدًا من ولادة الكون إلى أن المسافة بين تكوين الجيلين الأول والثاني من النجوم كانت بضع عشرات الملايين من السنين.

هل نجمة متوشالح أقدم نجم في الكون؟

حسنًا ، لا نعرف & # 8217t ولكن بعد ستة أشهر (2014) عندما أخبرتنا وسائل الإعلام عن HD 140283 ، & # 8220Methuselah Star & # 8221 ، أعلن العلماء الأستراليون عن اكتشاف SMSS J031300.36-670839.3 ، وهو اسم سهل الالتقاط ، نجم على بعد 6000 سنة ضوئية من الأرض ، ويبلغ عمره حوالي 13.6 مليار سنة ، وهو أقدم نجم شوهد في الكون على الإطلاق.

قد يكون هذا الاكتشاف الأخير لـ SMSS J031300.36-670839.3 أقدم نجم نعرفه في الكون ، ولكن نظرًا للشكوك التي ينطوي عليها الأمر ، ربما لم يكن الأمر كذلك ، فلا أحد يعرف على وجه اليقين.

في هذه اللحظة ، يعد HD 140283 واحدًا من أقدم النجوم المعروفة في الكون ، وعلى الرغم من أن هذا & # 8217s ليس مثيرًا للإعجاب تمامًا مثل كونه أقدم من الكون ، إلا أنه لا يزال رائعًا جدًا.


الثقوب السوداء

وفقًا للنظريات التقليدية ، يتشكل الثقب الأسود عندما ينهار نجم ضخم جدًا يقترب من نهاية دورة حياته ، وينهار على نفسه. ومع ذلك ، هناك عدد من الثقوب السوداء فائقة الكتلة التي لوحظت ، والتي هي في مثل هذه الانزياحات الحمراء العالية ، والتي يجب أن تكون قد تشكلت في غضون 800 مليون سنة بعد الانفجار العظيم. بطريقة ما ، على الرغم من أنها قديمة بشكل لا يصدق ، يمكن أيضًا تسمية هذه الثقوب السوداء & ldquoyoung & rdquo بالنظر إلى وقت تشكلها مبكرًا. في عام 2019 ، أعلن فريق من علماء الفلك عن اكتشاف 83 ثقبًا أسودًا تشكلت خلال 800 مليون سنة من الانفجار العظيم. تم التعرف على هذه الثقوب السوداء من خلال الغازات المتوهجة في أقراص تراكم المواد المتساقطة. تم العثور على الثقوب السوداء بعد مسح لمدة خمس سنوات. يمثل هذا الاكتشاف تحديًا للنظريات التقليدية لتكوين الثقب الأسود.

قد يكون لدى علماء الفيزياء الفلكية من جامعة ويسترن حلاً. وفقًا لتفسيرهم ، تشكل عدد كبير من الثقوب السوداء فائقة الكتلة في وقت مبكر جدًا من الكون ، وتوقف تكوينها فجأة بعد أن وصلت أعدادها إلى حد معين ، بسبب كمية المواد والطاقة المتاحة. لقد أنتجوا نموذجًا يمكن أن يفسر تكوين الثقوب السوداء الهائلة ، في وقت مبكر جدًا من الكون. يقترح التفسير طريقة جديدة لتكوين الثقوب السوداء فائقة الكتلة ، من خلال الانهيار المباشر ، مقابل بقايا انهيار نجم محتضر. يوضح شانتانو باسو ، أحد مؤلفي الدراسة ، أن هذا دليل رصد غير مباشر على أن الثقوب السوداء تنشأ من الانهيارات المباشرة وليس من بقايا النجوم. لم يكن للثقوب السوداء الهائلة سوى فترة زمنية قصيرة حيث كانت قادرة على النمو بسرعة ثم في مرحلة ما ، بسبب كل الإشعاع في الكون الناتج عن الثقوب السوداء والنجوم الأخرى ، توقف إنتاجها. هذا & rsquos سيناريو الانهيار المباشر. & rdquo


يسلط الضوء

  1. يراقب علماء الفلك عن كثب نجمًا يقع على بعد حوالي 190 سنة ضوئية من الأرض منذ أكثر من 100 عام ، ويُعتقد أيضًا أن HD 140283 هو أحد أقدم النجوم المعروفة في الكون.
  2. في عام 2000 ، حاول علماء الفلك تحديد تاريخ النجم باستخدام القمر الصناعي Hipparcos التابع لوكالة الفضاء الأوروبية & # 039s (ESA) وخلصوا إلى أن النجم يبلغ من العمر حوالي 16 مليار سنة.
  3. عمر هذا النجم مثير للدهشة لأنه وفقًا لعالم الفلك هوارد بوند من جامعة ولاية بنسلفانيا ، يبلغ عمر الكون 13.8 مليار سنة.

كان الفلكيون يراقبون عن كثب نجمًا يقع على بعد حوالي 190 سنة ضوئية من الأرض منذ أكثر من 100 عام ، ويُعتقد أيضًا أن HD 140283 - أو ميثوسيلا كما هو معروف بهذا النجم - هو أحد أقدم النجوم المعروفة في الكون.

في عام 2000 ، حاول علماء الفلك تحديد تاريخ النجم باستخدام القمر الصناعي Hipparcos التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) وخلصوا إلى أن عمر النجم يبلغ حوالي 16 مليار سنة. عمر هذا النجم مثير للدهشة لأنه وفقًا لعالم الفلك هوارد بوند من جامعة ولاية بنسلفانيا ، يبلغ عمر الكون 13.8 مليار سنة. وتجدر الإشارة إلى أن عمر الكون يتحدد من خلال ملاحظات الخلفية الكونية الميكروية.

إذا أخذنا بالقيمة الاسمية ، فإن العمر المقدر لمتوشالح أثار مشكلة كبيرة لأنه يظهر أن النجم أقدم من الكون. هذا أمر محير لأنه يكاد يكون من المستحيل أن يكون النجم أقدم من الكون بأكثر من ملياري سنة.

حلل بوند وزملاؤه أكثر من 11 مجموعة من الملاحظات التي تم تسجيلها بواسطة مستشعرات التوجيه الدقيق لتلسكوب هابل الفضائي بين عامي 2003 و 2011. ويستخدم التلسكوب لتدوين مواقع النجوم ومسافاتها وطاقتها الناتجة.

قال بوند لموقع All About Space: "كانت إحدى نقاط عدم اليقين المتعلقة بعمر HD 140283 هي المسافة الدقيقة للنجم". "كان من المهم تصحيح هذا الأمر لأنه يمكننا تحديد لمعانه بشكل أفضل ، ومن ذلك العمر - كلما كان اللمعان الجوهري أكثر إشراقًا ، كان النجم أصغر سنًا. كنا نبحث عن تأثير اختلاف المنظر ، مما يعني أننا كنا نشاهد النجم لمدة ستة أشهر بصرف النظر عن التحول في موضعه بسبب الحركة المدارية للأرض ، والتي تخبرنا بالمسافة ".

وأشار بوند إلى أن "العامل الآخر المهم هو ، من بين كل الأشياء ، كمية الأكسجين في النجم".

نسبة الأكسجين إلى الحديد في HD 140283 أعلى مما كان متوقعًا ، وبما أن الأكسجين كان سلعة نادرة في الكون لبضعة ملايين من السنين ، فقد أظهر مرة أخرى أن عمر ميثوسالح أقل مما قدّره علماء الفلك.

قال بوند وزملاؤه إن عمر HD 140283 يبلغ حوالي 14.46 مليار سنة لكنه لا يزال أكثر من عمر الكون نفسه. ومع ذلك ، فقد طرح بوند وفريقه حالة عدم يقين متبقية تبلغ 800 مليون سنة ، مما جعل عمر النجم متوافقًا مع عمر الكون.

قال الفيزيائي روبرت ماثيوز من جامعة أستون في برمنغهام بالمملكة المتحدة ، والذي لم يشارك في الدراسة: "مثل كل التقديرات التي تم قياسها ، فإنها تخضع لخطأ عشوائي ومنهجي". قال ماثيوز: "التداخل في أشرطة الخطأ يعطي بعض المؤشرات على احتمال حدوث صدام مع تحديدات العمر الكوني". "بعبارة أخرى ، يتعارض أفضل عمر مدعوم للنجم مع العمر المشتق من الكون [على النحو الذي تحدده الخلفية الميكروية الكونية] ، ولا يمكن حل الصراع إلا من خلال دفع أشرطة الخطأ إلى أقصى حدودها . "


كيف يمكن لنجم أن يكون أقدم من الكون؟

لأن البشر يميلون إلى العيش حوالي مائة عام على الأكثر. إنه المقياس الزمني الأكثر راحة لدينا ولكن هناك أشياء أقدم بكثير من البشر ، أقدم من الأرض وربما أقدم من الكون نفسه. نحن نتحدث عن نجم يبدو أنه يخالف قوانين الزمان والمكان.

يبلغ عمر الإنسان المعاصر حوالي مائتي ألف سنة ، ويبلغ عمر الأرض حوالي أربعة مليارات ونصف المليار سنة ، والكون نفسه يبلغ من العمر 13.8 مليار سنة. امنح أو خذ حوالي 20 مليون سنة ثم هناك & # 8217s HD 140283 أو نجم Methuselah. بطريقة ما ، عندما درسها عالم الفلك هوارد بوند من جامعة ولاية بنسلفانيا لأول مرة ، بدا أن عمرها 16 مليار سنة.

كيف يمكن حتى هذا ممكن؟ لا شيء يمكن أن يوجد قبل الكون نفسه.

لقد صدموا مثل الجميع في المجتمع العلمي. ومع ذلك ، فهم لا يفقدون الأمل. في السنوات السبع التالية من 2003 إلى 2011 ، سجلوا 11 مجموعة من الملاحظات باستخدام أحد أفضل أجهزة استشعار التوجيه لتلسكوب هابل الفضائي. هذه المستشعرات قادرة على تدوين المسافات والمواقع وحتى الطاقة الناتجة عن النجوم. كان هابل قادرًا على تحديد مدى بُعده بدقة أكبر ، وهو ما ساعد بدوره علماء الفلك في اكتشاف السطوع الجوهري للنجم ، وهو ما ساعد بشكل كبير في تحديد عمر أي نجم.

من خلال القياسات التي تم جمعها حديثًا ، يستطيع هوارد بوند وفريقه تقدير عمر النجم بدقة ليكون 14.46 مليار سنة بهامش خطأ يزيد أو ينقص 800 مليون سنة. على الرغم من أنه & # 8217s أقل بكثير من 16 مليار كما ادعى سابقًا. ولكن مع ذلك ، فهي أكثر من عمر الكون نفسه.

لذا ، من الممكن أن متوشالح لا يخالف قوانين الزمان والمكان. فقط إذا قللنا من عمره بهامش الخطأ. هناك أيضًا احتمال أن يكون النجم أكبر من 14.5 مليار سنة. لقد أخطأنا بطريقة ما في فهم عمر الكون تمامًا.

ما مقدار ما نعرفه عن HD 140283 (أو نجمة Methuselah) حتى الآن؟

متوشالح نجم غريب عرفناه. تبرز بين جميع نظيراتها النجمية. إنها تسافر بسرعة كبيرة بأكثر من 1.3 مليون كم / ساعة. بهذه السرعة ، يمكن أن تغطي عرض اكتمال القمر في السماء كل 1500 عام.

تمكن هابل أيضًا من اكتشاف حقيقتين مثيرتين للاهتمام حول HD 140283. أولاً ، إنه بعيد جدًا حوالي 190.1 سنة ضوئية. والثانية متوشالح لديها نسبة عالية من الأكسجين إلى الحديد.

يتحول ميثوسالح حاليًا إلى عملاق أحمر. لها مدار بيضاوي طويل سيأخذها في النهاية بعيدًا إلى الخارج وتعود إلى حافة مجرة ​​درب التبانة.

لقد وجد الكون مرة أخرى طريقة لإبقائنا متواضعين ويذكرنا أنه بغض النظر عن مدى ذكاءنا ، فسيكون هناك دائمًا شيء لا نفهمه.


أقدم بداية في الكون ، HD 140283 ، عمرها 14.46 ± 0.8 مليار سنة. العمر المقدر للكون حاليًا 13.798 ± 0.037 مليار سنة. كيف يمكن أن يكون النجم أقدم من الكون نفسه؟

إذا كان عمر HD 140283 14.46 ± 0.8 مليار سنة ، فلا ينبغي أن يكون الكون على الاكثر 14.46 ± 0.8 مليار سنة؟ كيف يمكن لنجم من المفترض أن يكون قد تشكل بعد أن يكون الانفجار العظيم أقدم من الكون؟ ألا يعني ذلك أن النجم تشكل 0.66 مليار سنة قبل الانفجار الكبير؟

أنت & # x27re تتجاهل ± 0.8 مليار سنة ، والتي تأخذها جيدًا ضمن العمر المقدر للكون.

يقدر عمر النجم بدرجة عدم يقين + - 0.8 مليار سنة. نظرًا لأن النجم لا يمكن أن يكون أقدم من الكون ، يجب أن يكون عمره الفعلي أقرب كثيرًا إلى جانب -0.8 من عدم اليقين.

الخطأ في القياس هو انحراف معياري واحد في توزيع القيم الممكنة لهذا القياس. ما يعنيه هذا هو أننا على يقين & # x27re 99.7٪ من أن عمر HD 140283 يقع في نطاق 12.06 - 16.86 Gyr ونحن & # x27re 99.7٪ على يقين من أن عمر الكون يقع في نطاق 13.687 - 13.909 جير.

احتمال أن يكون النجم أصغر من 13.798 جير هو 20.4٪.
احتمال أن الكون أكبر من 14.46 جير هو 6.8 × 10 -70٪.


نظرية الانفجار العظيم خاطئة؟ اكتشاف نجم أقدم من الكون - خطر حدوث "أزمة علمية"

تم نسخ الرابط

أوضحت نظرية الانفجار العظيم

عند الاشتراك ، سنستخدم المعلومات التي تقدمها لإرسال هذه الرسائل الإخبارية إليك. في بعض الأحيان سوف تتضمن توصيات بشأن الرسائل الإخبارية أو الخدمات الأخرى ذات الصلة التي نقدمها. يوضح إشعار الخصوصية الخاص بنا المزيد حول كيفية استخدامنا لبياناتك وحقوقك. يمكنك إلغاء الاشتراك في أي وقت.

يُعتقد أن الكون ظهر إلى الوجود منذ حوالي 13.8 مليار سنة عندما توسعت نقطة متناهية الصغر في جزء من الثانية فقط. صمدت نظرية الانفجار العظيم على مدى 100 عام بعد أن اقترح الفيزيائي البلجيكي جورج ليما و icirctre لأول مرة في عام 1927 أن توسع الكون يمكن إرجاعه إلى نقطة واحدة. ومع ذلك ، فإن النموذج المقبول جيدًا الآن تحت المجهر بعد أن وجد فريق من الباحثين نجماً يبدو أنه أقدم من الكون.

مقالات ذات صلة

نجم يعرف باسم & ldquoMethuselah star & rdquo ، أو يسمى علميًا HD 140283 ، يقع على بعد حوالي 200 سنة ضوئية وقد أذهل الخبراء.

أظهر تحليل النجم أنه يحتوي على القليل جدًا من محتوى الحديد ، مما يشير إلى أنه تشكل خلال فترة لم يكن فيها عنصر الحديد وفيرًا في الكون.

وقد أدى هذا بدوره إلى اكتشاف أن عمر النجم 14.5 مليار سنة ، أي حوالي 0.7 مليار سنة أقدم من الكون.

التقى الخبراء في مؤتمر في كاليفورنيا في يوليو في محاولة لحل اللغز ، ولكن حتى الآن أدت الأسئلة للتو إلى المزيد من الأسئلة ويمكن أن يؤدي ذلك إلى ثورة علمية.

نظرية الانفجار العظيم خاطئة؟ اكتشاف نجم أقدم من الكون - تهديد & lsquoscientific أزمة & rsquo (الصورة: جيتي)

& ldquoMethuselah star & rdquo ، أو تسمى علميًا HD 140283 (الصورة: NASA)

كتب الفيزيائي البريطاني روبرت ماثيوز لمنفذ إعلامي مقره الإمارات العربية المتحدة The National: & ldquoIt & rsquos لغزًا ذات أبعاد كونية: كيف يمكن للكون أن يحتوي على نجوم أقدم منه؟

& ldquoThat & rsquos اللغز الذي يواجه الآن علماء الفلك الذين يحاولون تحديد عمر الكون و [مدش] وقد يؤدي حله إلى ثورة علمية.

& ldquo يعرف علماء الفلك الآن أنه يحتوي على القليل جدًا من الحديد و [مدش] مما يعني أنه يجب أن يكون قد تشكل قبل أن يصبح هذا العنصر شائعًا في الكون.

& ldquo وهذا يعني أن HD 140283 يجب أن تكون قديمة قدم الكون نفسه. & rdquo

تشير معظم التقديرات إلى حدوث الانفجار العظيم منذ حوالي 13.8 مليار سنة (الصورة: جيتي)

مقالات ذات صلة

قدم الدكتور ماثيوز بعض التفسيرات المنطقية لهذا التناقض الصارخ.

الأول هو أن العمر المفترض للكون غير صحيح.

تم إرجاع الانفجار العظيم إلى نقطة البداية عندما قاس العلماء معدل تمدد الكون.

من خلال اكتشاف مدى سرعة توسع الكون ، تمكن العلماء بشكل أساسي من تطبيق معادلتهم في الاتجاه المعاكس لتتبع كل شيء حتى البداية.

"يجب أن يكون HD 140283 قديمًا قدم الكون نفسه. & rdquo (الصورة: جيتي)

نظرًا لأن الأدوات العلمية أصبحت الآن أكثر تقدمًا ودقة ، فقد يكون الوقت قد حان لقياس التوسع مرة أخرى لاستنتاج إطار زمني أفضل.

قد يكون التفسير الآخر المحتمل لهذا التناقض يتعلق بالطاقة المظلمة & ndash المادة الغامضة التي تعمل كمضاد للجاذبية.

تابع الدكتور ماثيوز: & ldquo قبل أيام من اجتماع الشهر الماضي و rsquos ، نشرت مجلة Nature Astronomy تقديرًا لمعدل التوسع الكوني بناءً على تحليل موجات الجاذبية المكتشفة من مثل هذا الحدث في عام 2017.

"ربما حان الوقت للتفكير في ما لا يمكن تصوره. & rdquo (الصورة: جيتي)

الشائع

& ldquo لسوء الحظ ، لا يزال الأمر قاسيًا جدًا ومستعدًا لحل مفارقة نجم ميثوسالح أو لغز العصرين الكونيين.

يعتقد علماء الفلك بالفعل أن ما يسمى بالطاقة المظلمة لعبت دورًا حاسمًا في الانفجار الكبير & ndash على الرغم من عدم معرفتهم من أين أتت.

& ldquo ولكن مع وصف أحد علماء الفلك البارزين في اجتماع الشهر الماضي و rsquos المأزق الحالي بأنه أزمة علمية ، ربما حان الوقت للتفكير في ما لا يمكن تصوره. & rdquo


أعظم لغز كوني: يجد علماء الفلك النجوم التي تظهر أقدم من الكون

في مجرة ​​أندروميدا ، تم العثور على أقدم النجوم الفردية في هالة المجرة. ومع ذلك، . [+] قد تثبت العناقيد الكروية ونجوم المجال العشوائية أنها تحتوي على أقدم النجوم في الكون بأكمله.

ناسا و ESA و T.M. براون (STScI)

إذا فهمت كيف تعمل النجوم ، يمكنك ملاحظة الخصائص الفيزيائية لأحدها واستقراء عمرها ، ومعرفة متى يجب أن تكون قد ولدت. تخضع النجوم للكثير من التغييرات مع تقدم العمر: يتطور نصف قطرها ، لمعانها ، ودرجة حرارتها مع احتراق وقودها. لكن عمر النجم ، بشكل عام ، يعتمد على خاصيتين فقط تولد بهما: كتلته ومعدنيته ، وهي كمية العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم الموجودة بداخله. أقدم النجوم التي وجدناها في الكون هي تقريبا نقية ، حيث ما يقرب من 100٪ مما يتكون منها هو الهيدروجين والهيليوم المتبقي من الانفجار العظيم. يبلغ عمرهم أكثر من 13 مليار عام ، وأكبرهم يبلغ 14.5 مليار عام. وهذه مشكلة كبيرة ، لأن عمر الكون لا يتجاوز 13.8 مليار سنة.

نواة الكتلة الكروية أوميغا قنطورس هي واحدة من أكثر المناطق ازدحاما بالنجوم القديمة. . [+] في حين أن عمر النجوم هنا يزيد عن 12 مليار سنة ، فإن بعض النجوم يعود تاريخها إلى أكثر من 14 مليار سنة ، وهي مشكلة لأن الكون نفسه يبلغ من العمر 13.8 مليار سنة فقط.

ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية وفريق هابل للتراث (STScI / AURA)

لا يمكن أن يكون لديك نجم أقدم من الكون نفسه مما يعني أن النجم كان موجودًا قبل حدوث الانفجار العظيم! ومع ذلك ، كان الانفجار العظيم هو أصل الكون كما نعرفه ، حيث نشأت كل المادة والطاقة والنيوترينوات والفوتونات والمادة المضادة والمادة المظلمة وحتى الطاقة المظلمة. كل شيء موجود في كوننا المرئي جاء من هذا الحدث ، وكل ما ندركه اليوم يمكن إرجاعه إلى ذلك الأصل في الوقت المناسب. لذا لابد من استبعاد أبسط تفسير ، وهو أن هناك نجومًا تسبق الكون.

إذا نظرنا إلى الوراء في مجموعة متنوعة من المسافات ، فإنه يتوافق مع أوقات مختلفة منذ الانفجار العظيم. ومع ذلك، . [+] إذا حدث الانفجار العظيم قبل 13.8 مليار سنة ، فلا بد أن أقدم النجوم لا يزيد عمرها عن هذا الرقم.

ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وأ.فييلد (STScI)

من الممكن أيضًا أن يكون عمر الكون خاطئًا! الطريقة التي نصل بها إلى هذا الرقم هي من القياسات الدقيقة للكون على المقاييس الأكبر. من خلال النظر إلى مجموعة كبيرة من الميزات ، بما في ذلك:

  • عيوب الكثافة ودرجة الحرارة في الخلفية الكونية الميكروية ، المتبقية من الانفجار العظيم ،
  • تكتل النجوم والمجرات في الوقت الحاضر ويعود إلى الوراء بلايين السنين الضوئية ،
  • معدل تمدد هابل لنسيج الكون ،
  • تاريخ تكوين النجوم وتطور المجرات ،

والعديد من المصادر الأخرى ، توصلنا إلى صورة متسقة جدًا للكون. يتكون من 68٪ من الطاقة المظلمة ، و 27٪ من المادة المظلمة ، و 4.9٪ من المادة الطبيعية ، وحوالي 0.1٪ من النيوترينوات ، و 0.01٪ من الإشعاع ، ويبلغ عمره حوالي 13.8 مليار سنة. عدم اليقين بشأن الرقم العمري أقل من 100 مليون سنة ، لذلك على الرغم من أنه قد يكون من المعقول أن يكون الكون أكبر أو أصغر قليلاً ، فمن غير المحتمل بشكل غير عادي أن يصل إلى 14.5 مليار سنة.

قامت مهمة Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية بقياس مواقع وخصائص مئات الملايين من النجوم. [+] بالقرب من مركز المجرة ، ويتم العثور على أدلة لبعض أقدم النجوم المعروفة للبشرية الموجودة في هذه البيئة.

وهذا يترك احتمالًا واحدًا معقولًا: ربما تكون أعمار النجوم خاطئة. لقد لاحظنا حرفياً مئات الملايين من النجوم بالتفصيل ، كل ذلك خلال مراحل مختلفة من دورة حياتها. نحن نعلم كيف تتشكل النجوم وتحت أي ظروف نعرف متى وكيف تشعل الاندماج النووي ، ونعرف إلى متى تستمر مراحل الاندماج المختلفة ومدى فعاليتها ، فنحن نعرف مدى الحياة وكيفية التعرف على مخاض النجوم من جميع الأنواع. جماهير مختلفة. باختصار ، علم الفلك علم قوي للغاية ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالنجوم. بشكل عام ، يمكن التعرف على أقدم النجوم لكونها منخفضة الكتلة نسبيًا (أقل كتلة من شمسنا) ، ولها محتويات معدنية منخفضة جدًا (عناصر أخرى غير الهيدروجين أو الهيليوم) ، بل يجب أن تسبق المجرة نفسها.

مجموعة مختارة من الكتلة الكروية Terzan 5 ، رابط فريد لماضي مجرة ​​درب التبانة. قديم بشكل لا يصدق. [+] يمكن العثور على النجوم داخل العناقيد الكروية ، وهي بقايا بعض "الدفقات" الأولى لتشكيل النجوم التي حدثت بالقرب من الكون.

تم العثور على العديد منها في مجموعات كروية ، والتي تم التأكد من احتوائها على نجوم تزيد عن 12 مليارًا ، أو في حالات نادرة ، حتى 13 مليار سنة. منذ جيل مضى ، ادعى الناس أن هذه المجموعات كانت في أي مكان من 14 إلى 16 مليار سنة ، مما خلق توترًا في النماذج الكونية المقبولة ، لكن الفهم المحسن للتطور النجمي أعاد هذه الأرقام إلى الخط. لقد طورنا أيضًا تقنيات أكثر تقدمًا مع تحسن قدرات المراقبة لدينا: ليس فقط من خلال قياس محتوى الكربون أو الأكسجين أو الحديد لهذه النجوم ، ولكن باستخدام وفرة الاضمحلال الإشعاعي لليورانيوم والثوريوم ، جنبًا إلى جنب مع العناصر التي تم إنشاؤها في أول مستعر أعظم للكون ، يمكننا تحديد تاريخ العديد من النجوم الفردية مباشرة.

يقع SDSS J102915 + 172927 على بعد حوالي 4140 سنة ضوئية في هالة المجرة ، وهو نجم قديم. [+] يحتوي على 1 / 20،000 فقط من العناصر الثقيلة التي تمتلكها الشمس ، ويجب أن يكون عمرها أكثر من 13 مليار سنة: واحد من أقدم العناصر في الكون ، وهو مشابه ولكنه يفتقر إلى المعادن أكثر من HE 1523-0901.

ESO ، مسح السماء الرقمي 2

في عام 2007 ، تمكنا من قياس النجم HE 1523-0901 ، والذي يمثل حوالي 80٪ من كتلة الشمس ، ويحتوي على 0.1٪ فقط من حديد الشمس ، ويقاس بعمر 13.2 مليار سنة من وفرة العناصر المشعة. في عام 2015 ، تم تأريخ مجموعة من تسعة نجوم بالقرب من مركز درب التبانة لتكوينها قبل 13.5 مليار سنة: 300.000.000 سنة فقط بعد الانفجار العظيم ، وقبل التكوين الأولي لمجرة درب التبانة. قالت لويز هاوز ، المشاركة في اكتشاف هذه الآثار القديمة: "تشكلت هذه النجوم قبل مجرة ​​درب التبانة ، وتشكلت المجرة حولها". في الواقع ، يحتوي أحد هذه النجوم التسعة على أقل من 0.001٪ من حديد الشمس ، وهذا سيكون بالضبط نوع النجوم وفئات المجموعات النجمية التي سيبحث عنها تلسكوب جيمس ويب الفضائي عند إطلاقه في أكتوبر 2018.

هذه صورة مسح رقمي للسماء لأقدم نجم بعمر محدد جيدًا في مجرتنا. . [+] النجم المتقدم في العمر ، المصنف كـ HD 140283 ، يقع على بعد أكثر من 190 سنة ضوئية. تم استخدام تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية لتضييق عدم اليقين في القياس على مسافة النجم ، وقد ساعد ذلك في تحسين حساب عمر أكثر دقة يبلغ 14.5 مليار سنة (زائد أو ناقص 800 مليون سنة).

مسح السماء الرقمي (DSS) و STScI / AURA و Palomar / Caltech و UKSTU / AAO

لكن النجم الأكثر إرباكًا هو HD 140283 ، الملقب بشكل غير رسمي بنجم Methuselah. على بعد 190 سنة ضوئية فقط ، يمكننا قياس لمعانه ، ودرجة حرارة سطحه ، وتكوينه بدقة شديدة يمكننا أيضًا أن نرى أنه بدأ للتو في التطور إلى طور عملاق ثانوي ونحو أن يصبح عملاقًا أحمر. تسمح لنا هذه المعلومات مجتمعة بالحصول على قيمة مقيدة جيدًا لعمر النجم ، والنتيجة مقلقة ، على أقل تقدير: 14.46 مليار سنة. ومع ذلك ، فإن بعض الخصائص الأخرى التي تعرضها ، مثل محتوى الحديد بنسبة 0.4٪ من الشمس ، تشير إلى أنها قديمة جدًا ، ولكنها ليست من بين أقدم النجوم على الإطلاق. على الرغم من وجود حالة من عدم اليقين بشأن عمر حوالي 800 مليون سنة ، إلا أن ذلك لا يزال يضعه في وقت مبكر بشكل غير مريح ، ويلمح إلى تعارض محتمل بين عمر النجوم وعمر الكون.

لم تتغير مجرة ​​درب التبانة ، كما نعرفها اليوم ، كثيرًا في مليارات السنين. ولكن مع تقدم العمر النجوم. [+] تنتهي الكائنات الضخمة بحياتها ، وتبدأ الكائنات الأقل حجمًا في التطور إلى عمالقة فرعية. بدأت النجوم ذات الكتلة الشمسية البالغة 0.8 في التطور تشير إلى شيء مزعج حول عمر الكون.

الآن ، من الممكن دائمًا أن يكون هناك شيء مريب حدث في ماضي النجم لا يمكننا معرفته اليوم. من المحتمل أنه وُلد كنجم ذو كتلة أعلى وأن شيئًا ما جرد الطبقات الخارجية ، مما قلل من عمر النجم بشكل كبير. من الممكن أن يكون النجم قد امتص بعض المواد في وقت لاحق في الحياة والتي غيرت محتوى العناصر الثقيلة ، مما أدى إلى انحراف تصوراتنا اليوم. أو من الممكن أن يكون لدينا سوء فهم في المرحلة الفرعية للتطور النجمي لهذه النجوم القديمة منخفضة المعادن. هذه المجهول (وفي بعض الحالات ، المجهول) هي مصادر محتملة للأخطاء عندما نحاول حساب أعمار أقدم النجوم.

ولكن إذا كان لدينا هذه الأعمار بشكل صحيح ، فقد تكون هناك مشكلة. لا يمكن أن يكون لديك نجم موجود في كوننا أقدم من الكون نفسه. إما أن يكون هناك خطأ ما في تقديراتنا لأعمار بعض هذه النجوم ، أو أن هناك خطأ ما في تقديراتنا لعمر الكون ، أو أن هناك شيء آخر لم نفكر فيه حتى ، قد توقف.

بينما تُستخدم المسوحات بالأشعة تحت الحمراء غالبًا لتصوير الأجسام المتربة ، إلا أنها تحدق بالداخل ، فهي أيضًا مذهلة. [+] مفيد لإبراز خصائص النجوم الأقدم والأكثر برودة. من المحتمل أن يتم اكتشاف أقدم نجم في مجرة ​​درب التبانة.

ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وفريق هابل SM4 ERO

بغض النظر عن ماهية الدقة ، فإن هذا موقف مهم وقيِّم للغاية بالنسبة للعالم أن يكون فيه. يجب أن تضع النجوم نفسها حدًا أدنى لعمر الكون ، حيث يجب أن يكون الكون نفسه أكبر سنًا. ليس هذا ما نراه بيقين مطلق يخلق توترًا جميلًا قد يثبت أنه فأل للتقدم العلمي غير العادي. سواء كنا نتعلم شيئًا جديدًا عن النجوم وكيف تعيش وتتطور وتموت سواء تعلمنا شيئًا جديدًا عن عمر الكون أو ما إذا كان هناك عامل ثالث مسؤول عن سوء الفهم هذا ، فهناك فرصة لتحسين فهمنا العلمي للكون. In the end, that's the greatest situation any curious individual can hope to find themselves in. What seems like an impossibility might prove to be something even more valuable: a chance to push our knowledge of how the Universe works into hitherto unknown frontiers.