https://www.youtube.com/watch?v=4welWGh0-Go

地球為何能夠在宇宙中平安40多億年？ 

銀河系導讀(六) 

第十六章 比宇宙更年老嗎？

一、年齡衝突

由星團赫羅圖估算出的最年老的恆星（在貧金屬的球狀星團中）為150億歲；但是，由哈伯常數估算出的銀河系年齡約只有110或120億歲。

二、難以捉摸的哈伯常數

1.哈伯常數的論戰被許多科學家喻為一場戰爭 (持續幾十年)，甚至牽涉到政治問題。

2.一般以為，美國天文學家哈伯最早發現宇宙是膨脹狀態，並確定出哈伯常數 (929年)。實際上，1910年斯裡弗就拍攝到星系光譜，並發現標誌星系離開銀河系而運動的紅移，紅移越大，表示離開的速度越快。

3.都卜勒紅位移：因天體在空間中相對運動而產生波長被拉長或壓縮的現象。
宇宙學紅移：星系和銀河系之間的空間膨脹把星光的波長拉長。

4.產生爭議的原因：星系距離的測量極困難。
藉由星系中的造父變星測距 (mv－Mv＋5 ＝ 5 log d)，目前星系距離公認的可靠值僅有一些近鄰星系，如大麥哲倫雲 (160,000光年)、仙女座星系 (240萬光年)、M33 (260萬光年) 和M81 (1,100萬光年)。但這些星系的運動，不能反映純粹由宇宙膨脹引起的運動，故無法提供哈伯常數。

三、哈伯常數的論戰

1.兩派：因測距方法不同，分為兩派。
高數值，約80km/sec/Mpc；低數值，約40km/sec/Mpc。

2.p.264~265都在說明兩派利用星系 IC 4182 之Ia型超新星、紅超巨星和造父變星測出不同的星系距離，因而得到不同的哈伯常數。隨著觀測儀器的進步，這樣的爭辯暫時無法獲得公認的結果。

3.關於此無止境的論戰，可由 Mark Twain (1835~1910，美國作家，著湯姆歷險記) 的一段話來描述：很多時事評論員的調查已經給這個議題蒙上了重重陰影，如果他們繼續做下去，我們大概很快就會對它一無所知。^o^沒錯沒錯，做研究做到後來就有這種感覺ㄋㄟ.…

4.目前，許多新測量星距的方法，均傾向於較高的哈伯常數值 (約80左右)。例如利用觀測星系的表現平滑程度 (p.266第三行，我看不懂耶….)，以及利用星系中的行星狀星雲。

5.新消息，來自 http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=7
[May 30, 1999]天文：新的哈伯常數
在5月25日的一個會議上 Carnegie Institution 的 Wendy Freedman 公佈了哈伯常數值：70km/sec/Mpc (不準確度10%)。這個數值比1994年所公佈的 80km/sec/Mpc還低。Wendy Freedman 所領導的小組使用哈伯望遠鏡來追蹤由 Cepheid 變星所發出的光。另外一個 Carnegie Institution 的天文學家 Allan Sandage 則持續的測量哈伯常數的較小值，最新的數字大約為59。由這個新的數值所估計出來的宇宙年齡為 120億年，而這個數字也不再與已知最老的星星的年齡相衝突。

 四、宇宙的年齡

1.年齡取決於哈伯常數，也取決於宇宙的質量密度Ω

2.哈伯年齡比有質量的宇宙年齡老。哈伯年齡，哈伯常數的倒數，只一個有空間無質量的宇宙 (無質量影響膨脹速率) 之年齡。

3.複雜的方程式說明Ω和哈伯年齡、宇宙年齡的關係是：
當Ω＝0.1，哈伯年齡 ×0.9＝宇宙年齡；
　Ω＝0.2，哈伯年齡 ×0.85＝宇宙年齡；
　Ω＝1.0，哈伯年齡 ×0.67＝宇宙年齡。

五、年老星團年齡測定問題

主要問題出在無法獲得更精確可靠的球狀星團距離 (若是利用天琴座RR型變星，問題出在天琴座RR本身的亮度也不是很確定；若是利用恆星演化的理論模型 / 赫羅圖，則問題出在理論模型與最新觀測資料有出入)。同時，根據估算，10%的距離誤差，年齡就可能差18億歲。

六、 宇宙學常數～ >_< 一個數字的遊戲

1.1917年由 Einstein 提出，為了不讓廣義相對論在推算宇宙狀態的結論是宇宙塌縮下去而假設。但後來，Einstein 認為宇宙常數是他一生最大的錯誤…….

2.宇宙學常數再度受到重視是因為它能夠使宇宙年齡大於球狀星團的年齡，因為宇宙學常數和Ω所表現的行為是相反的 (p.272第三段)。

3.結論是如果具有引力透鏡效應的類星體數愈少，則表示宇宙學常數愈小 (¯0¯為什麼？)，因此，它對於解決銀河系年齡和宇宙年齡的矛盾就沒有幫助啦～

七、 拋棄大霹靂？～那以前的爭辯都是瞎忙呀？

1.有三個人提出宇宙的新穩恆態理論，不過我看不太懂這個理論的重點在哪？好像純粹為了打破大霹靂宇宙學而出現。另外，這三個人認為微波背景是因為星系際空間充滿了微小的金屬針，金屬針被星光加熱而產生微波輻射。 (很好，搞研究是需要勇氣和想像力的^---^)

2.結論：關於銀河系年齡和宇宙年齡的矛盾，目前有四條出路：
(1) 哈伯常數值是小的→宇宙老
(2) 球狀星團應該比現在估計的年輕
(3) 宇宙學常數是大的
(4) 大霹靂理論是錯的
目前科學家選擇前兩條在論戰，那您認為是哪一條呢？

美科學家稱外星智慧生物或已脫離肉身狀態，那麼古代神仙是咋回事？

茫茫宇宙，廣闊得難以想像，大到幾乎一切都有可能。單就銀河系而言，太陽只是銀河系1500億顆恒星中的一顆，地球只是太陽系中眾多小星球中的一顆，人類至今還沒有能力登到別的行星上去看一看到底有沒有生命存在，而銀河系1500億顆恒星的每一顆周圍幾乎都有行星和衛星存在，所以我們幾乎可以肯定地說，地球之外的銀河系中，也應該是有眾多的生物存在的。

如果給一個星球上的生物足夠的發展進化時間，那麼它們就很有可能進階到文明階段，所以科學家們都認為，在廣闊的宇宙空間中，甚至只在銀河系中，應該就有高出人類文明階段許多的外星文明存在，那麼創造這種文明的外星生物也應該比人類更智慧，更高能。

美國”地球外智慧生物尋求計畫（SETI）“資深天文學家賽斯·肖斯塔克也認為外星人是一定存在的，而且有不少的外星文明是超越地球上人類文明的。

肖斯塔克曾任”國際宇航科學研究院SETI常設研究小組“主席，他說科學家一直搜尋由其他星球發出的無線電信號，以證實外太空是否有類似人類的高智慧生物存在，但人類的科學技術水準還很低，無法確切發現外星文明的存在，更加無法直接觀測到外星人，因為他們所能達到的文明科技水準，我們人類目前還無法想像。人類所發出的一切信號，收到的各種宇宙電波，都是按照我們的理解而定義的，他們可能早就脫離了這一階段。

肖斯塔克還指出我們對“外星人”的定義有問題，因為以前曾有“很多科幻作品都把外星人描述成大眼睛小灰人，或者看上去像烏賊那樣的邪惡存在。但實際上，外星文明可能並非如此，它們可能已經脫離肉身，或者根本不是我們能想像到的樣子。”

肖斯塔克提出的這一觀點值得人們深思，因為可能受到科幻電影先入之見的影響，我們都把外星人下意識的定義為那種細胳膊細腿兒大腦袋裏的小矮人，或者類似章魚那樣的奇形怪狀的生物，其實如果外星文明很高級的話，那麼它的創造者對自身的開發創造也將是不遺餘力的，他們甚至可能不再像人類這樣使用自然進化而來的身體，即很可能脫離肉身狀態，過渡到機器生命階段甚至量子態等更高的階段，這樣的生物幾乎都是長生不死的，當他們所使用的生命載體出了毛病或者老化的時候，他們只需要換一個生命載體就行了，只要他們的意識能長久存在，那麼他們幾乎就是不死的。

有人說過，科學發展到一定的階段就接近了神學，肖斯塔克還對此解釋說，”宇宙中大部分智慧文明可能都是類似於人工智慧形態的“合成智慧”，也就是說它們文明的載體可能沒有實體，甚至他們的能力已經不受我們認為的物理規則的限制“。看到這些可能你會想起古代神話傳說中的一些神仙，他們擁有極高的法力，天地間來去自如，甚至會各種變化，而且都是長生不死的，難道傳說中的一些神仙都是外星文明的使者？或者說地球文明就是在這些外星”神“人的點化下產生並發展的？

這些可能會有些人會說是迷信，但是在科學家們對宇宙中的文明等級劃分上，無論是一級文明（簡單來講，就是擁有利用一顆行星能源的能力），還是二級文明（擁有利用一顆恒星能源的能力）和三級文明（擁有利用一個星系能源的能力），他們的創造者所擁有的高超能力，對我們而言都是神一般的存在。

牛頓是人類科學史上的具有劃時代意義的人物，萬有引力和牛頓三大定律的發現者，但是這位科學巨人其實一生都把主要精力放在了研究神學上，不過他認為上帝是一位強大的創造者，但他又不同意上帝會造出一個完美的世界來而無需他的干預，其言外之意應該就是有高能的”大神“創造了一些有規則和規律發展的事物，但是這些事物的發展有時候又需要他們進行一些干預。我們可以就此思考這樣一些問題：地球上為什麼只有人類進化到了文明階段？是不是遠古時期真有”神“改造了我們的基因，或者在某些階段”點化“了我們，如果真有的話，那麼他們是誰？從哪里來？可以說還有很多的謎底等著人類去解開。

第十七章 銀河系的智能生物

為何先在銀河系內找尋地球以外的生命？

1.天文學家相信銀河系內還有智能生命
理由：（1）銀河系恆星數量多；
　　　（2）銀河系是含CNO等生命所需重元素的富金屬星系。
　　　（3）銀河系已有能力自產一個智能生物-人類。

2.距離因素

a.近距離的星球在接收與傳送無線電波的耗費時間短。

b.近距離的星球視差已知，其距離極光度測量較準確。

＊ 在距離太陽12光年範圍內的恆星共29個恆星系統，7個雙星、1個三合星，其它大多數是紅矮星。

具有『生命相』的恆星條件

1.位在主序帶的恆星，能提供足夠且長期穩定的光和熱，能使生命形成和演化。邁向紅巨星及白矮星階段的恆星，會有劇烈變化的過程破壞周圍星行星。銀河系99%是主序星，在距離太陽12光年範圍內的恆星共29個恆星，不合格的3個：天狼B和南河三B是白矮星，南河三A是正轉變中的亞巨星，其他26顆仍可當候選者。

2.決定恆星在主序帶停留多久及產生多少光熱的恆星光譜型。

a.太陽為G2型黃色星，G1型稍熱G2型稍冷。

b.主序星要有足夠長壽命，使生命有時間演化到智能型態。因無其他典型範例，保險假設以地球上智能生命出現的時間為藍本，需要數十億年的時間。

c.藍色OB型星壽命幾億年，白色A型星10億年壽命-天狼A，黃色F型星-較熱的F0到F5離開主序帶早，較冷的F6到F9則可能合格---南河三A是光譜型F5又再度被除名。

d.橙色K型與紅色M型星雖壽命長但太暗。（基克拉斯51-15紅矮星）若行星靠攏恆星的話，又會以一半朝向恆星，一半背離恆星如月球狀況。

e.候選者只剩下較冷的F型星、全部G型星和較熱K型星。三顆G型星－太陽、半人馬座αA（G2）和鯨魚座τ（G8），5顆K型星－半人馬座αB（K1）和波江座ε（K2）、印第安座ε和天鵝座兩顆子星，後三者比較冷孕育生命的可能性小。（候選者剩下5－8顆）

3.恆星的穩定性

a.F、G、K型主序星是穩定的恆星，能提供衡定的能源。

b.紅矮星經常發生巨大耀斑爆發，亮度持續幾分鐘。
1948年呂頓 726-8B 鯨魚座UV，8.8光年。
半人馬座αC、沃爾夫359、羅斯154。

4.星球年齡

a.星團赫羅圖可以提供年齡的估計，但近鄰的這幾顆恆星都不屬於星團成員。

b.科學家藉由星球光度隨年齡增長會逐漸變亮，推敲出半人馬座Αα光度比太陽高50%，且質量又大，因此他的年齡應該是50-60億歲。

c.1960年德拉克搜尋波江座ε的訊號時發現其自轉快－11天一圈，意味波江座ε年齡太小－不到10億歲，通常F、G、K型主序星隨著年齡增加自轉變慢。

d.印第安座ε和天鵝座61自轉不快，年齡較太陽老，但是是屬於冷型星。鯨魚座τ－德拉克的首選目標，雖自轉慢但空間速度不高，他的年齡不能肯定。

5.重元素多的金屬性恆星
需有鐵、矽、氧等重元素，另外生命需要碳、氮、氧。半人馬座α、波江座ε（70%太陽）都富含金屬性，卻太年輕了。鯨魚座τ金屬性低（30%太陽）。

※ 擁有五項條件──半人馬座α（A和B）（G2及K1）、鯨魚座τ（G8）－貧金屬性

找尋類地行星方法

1.恆星的自行因受行星引力影響產生擺動－紅矮星巴納德星。

2.1991年美國無線電波天文學家亞歷山德．沃爾詹（Aleksander Wolsczan）和戴爾 .弗雷爾（Dale Frail）發現兩顆繞行室女座脈衝星 PSR B1257+12 運轉的行星。

3.大多數的恆星都有繞其運轉的物質環，可能是正在形成的行星。

4.類地行星的條件
（1） 與恆星的距離－液態水能否出現的因素；
（2） 行星的大小－足夠質量與引力留住大氣；
（3） 大氣成分－溫室效應的氣體需適量。

5.恆星的生命帶寬度－太陽的生命帶範圍可能是0.95-1.01AU，類地行星距離差約在0.4AU，所以會有一顆行星有機會落入此帶中。

6.三合星的半人馬座α中，半人馬座αA和B相距平均23AU，軌道偏心、距離會變（11－35AU），每80年互繞轉一周，半人馬座αC（比鄰星）是一顆紅矮星，與另兩個成員距離12,000AU。若有一顆行星與繞行的恆星距離小於AB兩恆星的最小間距1/5，此行星則能維持在其軌道上。所以兩恆星的周圍距離是2.2AU範圍內，有機會出現類似類地行星的行星，整個系統可能擁有8顆行星。但此行星永遠不可能形成，因為當演化到物質盤時，另一顆恆星的引力會影響此盤，反道是有機會出現數十億顆的小行星。

7.鯨魚座τ（G8）是單星可能出現行星機會高，波江座ε、印第安座ε亦是單星，天鵝座61雙星系統距離80AU，可容納一個太陽系。

終歸會有生命嗎？

1.到底是到處有智能生命存在？還是我們是唯一的智能生命？解答責任現在落在生物學家身上。地球上的生命到底是如何起源，需要生物學家幫我們解謎。

2.地球可能是一個特殊行星，給於智能生物許都多優勢，可能是優勢過大，以致地球現在面臨人口過多及臭氧層破損等，都是我們文明成功所導致的結果。

3.別的行星生命可能發展出力量或速度重於智能的需求，而我們可能被其殺滅。

4.冰河時代對生命的發展可能有害，但是卻為促成智能生物出現的關鍵，智能使人類掌握火。

5.1992年美國華盛頓州卡內基研究院的行星科學家喬治?維特裡爾（George Wetherill），發現智能生命的另一種障礙：太陽系若無大行（木星與土星）的存在，彗星將肆虐行星際空間，與地球相撞的頻率增高，約每10萬年一次。所以，太陽系有大型的行星出現，亦是智能生命出現的條件之一。

https://www.youtube.com/watch?v=i4fZrDIHFFw

宇宙誕生於180億年前的大爆炸，那沒有宇宙之前是什麼呢？ 

                 (導讀完畢，辛苦了！)