Obraz Digitized Sky Survey przedstawia najstarszą znaną gwiazdę o ściśle określonym wieku w naszej galaktyce. Bardzo stara gwiazda, skatalogowana jako HD 140283, leży w odległości ponad 190 lat świetlnych. Kosmiczny Teleskop Hubble’a NASA / ESA został wykorzystany do zawężenia niepewności pomiaru odległości gwiazdy, co pomogło udoskonalić obliczenia wieku gwiazdy, wynoszącego 14,5 mld lat ± 800 mln lat (ESA/Hubble, CC BY 4.0 / Wikimedia)
Wszechświat jest pełen tajemnic. Co więcej, często nawet po rozwikłaniu pewnego zagadnienia pojawiają się nowe odkrycia, które zaprzeczają poprzednim wnioskom. Można zaobserwować, że ten proces towarzyszy badaniu rzeczywistości przez człowieka. Nie inaczej jest w przypadku analizowania jednego z kluczowych zagadnień egzystencjalnych, jakim jest pytanie o wiek Wszechświata.
Dotychczasowa wiedza określa wiek Wszechświata na ok. 13,82 mld lat (dane z misji Planck z 2013 roku). Jednak jak się okazuje, astronomowie znaleźli ciała niebieskie, których wiek według obecnych modeli astronomicznych, przekracza wiek samego Wszechświata. Przykładem takiego obiektu jest gwiazda HD 140283, zwana Matuzalemem. Znajduje się ona zaledwie 190 lat świetlnych od Ziemi, a jej wiek astronomowie szacują na 14,46 ± 0,8 mld lat.
Mimo że znana od stulecia, to kontrowersje zaczęła wzbudzać dopiero, gdy astronomowie, po odkryciu mikrofalowego promieniowania tła, mogli oszacować wiek Wszechświata. Okazało się, że HD 140283 mogłaby być starsza od Wszechświata. Czy to jest możliwe?
Widok sąsiedztwa starej gwiazdy, skatalogowanej jako HD 140283, leżącej 190.1 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Wagi (A. Fujii and Z. Levay / STScI)
Istnieją gwiazdy jeszcze starsze?
Nawet gdyby interpretować błąd pomiarowy tak, by wiek Matuzalema wynosił 13,66 mld lat, czyli zaledwie 150 milionów lat przed Wielkim Wybuchem, to i tak pozostawałoby to w niezgodności z obecną wiedzą o kosmosie. Według modeli kosmologicznych 150 mln lat to najprawdopodobniej zbyt krótki czas, aby gwiazda mogła się uformować we wczesnym stadium rozwoju Wszechświata.
Ponadto HD 140283 posiada w sobie niewielką ilość metali, co znaczy, że przynależy do gwiazd drugiej populacji, które uformowały się po wybuchach gwiazd trzeciej populacji, powstałych tuż po Wielkim Wybuchu. Aby uniknąć sprzeczności między wiekiem Matuzalema, a wiekiem Wszechświata niezerowa metaliczność gwiazdy tłumaczona jest teorią, jakoby coś niezwykłego musiało się zdarzyć w jej historii, np. zaabsorbowanie przez gwiazdę materiału, który zmienił zawartość jej pierwiastków.
Karłowata galaktyka nieregularna Zwicky 18 (HST). Naukowcy przypuszczają, że gwiazda HD 140283 powstała w jednej z pierwotnych galaktyk karłowatych, czyli liczących od miliona do kilku miliardów gwiazd (NASA, ESA i A. Aloisi – Space Telescope Science Institute and European Space Agency, Baltimore, Md. – HubbleSite: NewsCenter / domena publiczna)
Błędy w modelach teoretycznych
Mimo potencjalnie szokujących wniosków, możliwe są również bardziej przyziemne wytłumaczenia anomalii związanej z wiekiem gwiazdy HD 140283. Przede wszystkim należy pamiętać, że przy określaniu parametrów ciał niebieskich, korzystamy z modeli teoretycznych i w zależności od nich możemy otrzymać również inne wyniki.
Na przykład przy wyznaczaniu wieku Wszechświata astronomowie korzystają z wartości gęstości materii. Wyznaczenie gęstości Wszechświata jest bardzo trudne z uwagi na fakt, że większość materii we Wszechświecie nie wysyła żadnego promieniowania. Stała Hubble’a – drugi parametr potrzebny w obliczeniach wieku Wszechświata – także jest niełatwa do określenia.
Przez ponad trzy dekady uważano, że Wszechświat ma między 16 a 18 mld lat. Dopiero gdy dokładność pomiarów wzrosła, wiek Wszechświata zaczęto szacować na ok. 13,8 mld lat. Jednak czy możemy być pewni, że to jest ostateczny wynik i że już nic się nie zmieni w naszym postrzeganiu kosmosu?
Doświadczenie uczy, że postęp dokonuje się dzięki stałemu rewidowaniu obecnie aktualnych modeli teoretycznych, które nieraz muszą ustąpić nowym, lepiej objaśniającym rzeczywistość modelom. Problem wieku Wszechświata i gwiazd może zostanie rozwiązany poprzez postępy w precyzyjnym wyznaczaniu parametrów ciał niebieskich, a może będziemy świadkami rewolucji w naszym postrzeganiu kosmosu?
Źródła: „Młody Technik”, Astrofan, odkrywcyplanet.pl.
