我们是如何计算太阳的年龄的?科学家们用一张图就解决了

我们知道,太阳以它巨大的质量,主宰着整个太阳系的秩序。当地球沐浴在太阳倾泻的能量中时,生命也就此诞生。太阳如今已经度过了漫长的46亿年,来到了自己一生的中年阶段,当时间消磨掉太阳内部的氢元素,太阳将走完自己一生的路程,变成一颗暗淡的白矮星,人类可追溯的历史仅有数百万年,那么我们是如何知道太阳已经46亿岁了呢?

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在科学发展的早期阶段上,人类发现整个太阳系内的天体形成时间十分相近。整个太阳系起源于一个原始的太阳星云,当某一天,这团巨大的星云发生了坍塌,大量的物质汇聚成为了太阳,其它的边缘角料成为了环绕太阳的各大天体,我们的地球就是其中的一个。因此当我们测量出地球的大概年龄时,就可以确定太阳的大概年龄。

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科学家们发现,放射性元素的半衰期非常稳定,且不受外界的温度和压力的影响。利用放射性元素可以精确地测量地质年龄,这种方法被称为放射性定年法。通过大量的测定,科学家们认定地球的年龄大约在46亿岁左右,而太阳的形成时间应该比地球要早,因此太阳的年龄应该在46亿岁到50亿岁左右。

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然而在浩瀚而广阔的宇宙中,像太阳这样的恒星数之不尽,仅仅在我们的银河系中都有2000亿到4000亿颗,它们有的才诞生数亿年,而有的已经高达100多亿岁,这些数量众多的恒星大多都距离我们十分遥远。距离我们最近的一颗也有着4.22光年的距离,我们无法到达这些遥远的区域去测定它们星系岩石的年龄,那么我们是如何得知这些遥远恒星的年龄呢?

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来自美国和丹麦的两位科学家通过大量的观测和计算,他们发现,虽然宇宙中的恒星种类繁多,各具特色,然而它们的性质主要由两个参数决定,一个是恒星表面的温度,另一个是恒星的光度,也就是恒星的绝对星等。而恒星的光度与表面温度有一定的联系,他们把光度与温度作成一个图,这就是著名的赫罗图。赫罗图的纵轴是光度与绝对星等,而横轴则是光谱类型及恒星的表面温度,从左向右递减,通过赫罗图恒星数据,科学家们可以着到宇宙中大部恒星的过去、现在和未来。

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大部分的恒星往往诞生于同一团原始星云,当这团星云能够诞生10颗以上的恒星,并存在物理性质上的相互联系时,我们将其称之为一个星团。在一个星团内,恒星几乎都是同时形成,它们各自的寿命也不尽相同,科学家们只要对星团中大大小小许多不同的恒星,进行观测,再把它们标在赫罗图上,确定恒星脱离主星序的拐点在哪里,然后再根据恒星演化模型,推算出这个星团的年龄。而对于一些单独的孤星来说,测量它们年龄比测量星团年龄复杂得多。
科学家们需要通过旋转速率、周围天体的运动、亮度,光谱来计算这颗恒星的质量、燃烧速率,从而利用恒星演化模型来粗略的估算这颗恒星的年龄。虽然利用这些方法,我们已经能够推算出大部分恒星的近似年龄,然而恒星的演化是一个复杂而漫长的过程,我们只能通过观察来计算这颗恒星的年龄,这些计算方法并不十分准确,科学家们都在寻找其它更加准确的年龄计算方法。

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我们是如何计算太阳的年龄的?科学家们用一张图就解决了】然而受限于科技的落后,我们连太阳系都无法飞出,想要“近距离”的测量大量的恒星样本,是一件极为困难的事情。人一生的寿命只有短短的数十年,纵观人类群体的进化史也才数百万年,对于大多数人的人生而言,恒星的年龄无关紧要,很有可能当你仰望天空时,你看的只是繁星点点,对于你的生活来说,无非增加了一点浪漫仅此而已,然而对于那些目光深入宇宙的人来说,确定恒星的年龄可能是寻找其他可居住世界,甚至是外星生命的关键,或许这才是人类探索宇宙的意义所在

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