097:万物之龄 · 格物篇

读喜马拉雅作者:gezhong日期:4月前点击:137
年龄系列的“最终章”——细胞的年龄是如何测算的?“碳定年法”测定样本年代的原理是什么?什么是“衰变”?“半衰期”到底是什么意思?地球的年龄又是如何被测量出来的?U238在铀铅测年法中起到了怎样的作用?太阳的年龄呢?其它恒星的年龄与寿命又是如何得出的?!银河系,到底有多老?!从微观到宏观,跟着年龄这条线索,感受宇宙之美!

097:万物之龄 · 格物篇

原来是这贾楠,是这羊是真是什么野的点的样子啊。原来是这样的,欢迎来到原来是这样,各位好,我是徐东,我是姜文从衰老引申开来的关于年龄的问题,今天呢是终于要进入到最中章了。

嗯,去年持续了整整一个月的立法系列,许董,你掉粉无数啊。

今年总裁是吸取教训了,刚刚说把那个两期硬凑成了一期对我们以四期节目结束这个系列啊。 其实上回也说到了万物之灵,这个题目其实我自己觉得挺好的,创新高大上高大上,而且其实很贴切啊。但是呢,上期只讲了动物和植物。

似乎呢,是有点标题的。嗯,我们也不能总做标题党嘛。那么本周呢,我们还会继续万物之灵这个主题,不过我们会把万物的概念进一步的扩大。

我们来聊一聊这最微观和最宏观事物的年龄。 哇,说得好悬案。

上周呢,我们是和旭东一起把生物圈子里的植物和动物都捋了一遍,那接下来要说什么,我们还在生物圈子里稍稍的停留一会儿啊。我们往小李去说。

比如细胞的年龄细胞啊。

细胞应该没有年轮,然后它也没有什么更精液,没有骨骼,牙齿甚至肉眼都看不到。

那我们怎么知道他年龄诶,既然细胞小的肉眼看不见,那我们就用同样也是肉眼没法看见的东西来测量它什么都洗,一种具有放射性的碳的同位素。 嗯,是那个什么探视四吗?哎,好像曾经啊,在哪里听说过。

哎呀,说出这个话,我甚至觉得我也很高大上是挺高大上的,就是这个大名鼎鼎的碳十四。 那么,作为碳的一种具有放射性的同位素碳十四呢,在1940年被首次发现。

它呢是透过宇宙射线撞击空气中的碳十二原子,这个碳十二原子呢是碳的最常见的一种同位素基本上就是我们常指的这个碳啊。

那么产生了这种碳十四大约一兆个碳,原子当中只有一个碳十四,其他的几乎都是碳十二,那么碳十四呢,它最常用到的就是考古断代这个领域。

比如说考古学家,他需要去推断一些古诗的年代,他就会用到碳十四。那么通过测量碳十四的浓度呢,其实我们也可以去标记细胞的年龄。 这里要提示一下大家徐东说的古诗不是唐诗,宋词的故事,就是我们之前说的,比如说图坦卡蒙啊,这个他们的木乃伊啊,这其实呢就可以用碳十?

四来推测他们的年龄。嗯,但这碳十四到底有什么神奇的特质啊,如此犀利的去计算时间呢?

这得归功于两点啊。第一呢,作为一种放射性,同位素碳十四,它的半衰期长达约5730年,哇哦。

另一方面呢,碳它是有机物的重要组成元素之一嘛。那么在我们的这个日常的呼吸,影视等等的过程当中,我们会自然而然的摄入大量的碳十二同位素。其实我们会不断的这个呼吸和交换碳。

那么同时呢也会纳入一些极其稀有的,具有放射性的同位素碳。十四。

那么这两者的比例呢?无论是在我们的生物体内,还是在大气当中是一样的,因为我们不断地在进行交换。

生物在存在的时候呢,由于需要呼吸,体内的碳十四含量大致不变,但是生物死去之后则会停止呼吸,我们也会停止近视,想当然啊。那么此时呢,体内的碳十四就开始减少了,因为没有补充它不断地会衰变。由于碳元素在自然界的各个同位素的比例,它一直非常的稳定。

于是乎呢,我们就可以根据死亡生物体内残余的碳十四的含量来估计它大概的年龄。那么这种方法呢也被称之为非常高大上的探定年法。嗯嗯嗯嗯?

半衰期到底是指什么呢?难道是说距离自己衰老的期限还有一半的时候吗?人到中年的时候叫半衰期,对呀。

我们知道就是在原子的内部,它是有一个核的,对不对嗯,仁子核啊,它是由质子和中子这两种威力构成的。

那么自然界当中的大部分原子的原子核呢,其实都非常的团结啊。这些中子和质子呢,它们彼此紧紧地聚拢在一起。

但是有一些原子,它的原子和这个小团体呢比较的调皮,或许是由于家里的兄弟姐妹实在太多了,不够住啊。

那么有的时候呢,他们就会把一部分的成员给排挤出去,排挤完了这些成员之后呢,这个原子核就变得稳定了。

那么,这个过程呢它会释放能量,同时呢,损失质量。

因为有一些兄弟姐妹被他们赶走了吗,由于兄弟姐妹数量变少了,这个原子家庭呢就得换一个名字叫。

因为在原子世界啊,一个家庭的名字是取决于在原子核里住着多少个兄弟姐妹,他就不是原先的那个原子家庭啊。

那么这个过程呢就叫衰变诶,被你这么一拟人化衰变,这个过程好像怪怪,那还是想问,什么是半帅气呀,是他们扔了一半的兄弟姐妹,还有另外一半没扔所需要的时间吗?

这可不是这样啊,原子核以内的世界呢,事物的状态和我们熟悉的世界是大为不同的,而这些微观粒子的行为呢。

也可以用任性这个词语来形容我们以单个原子核为例,原子核内的家庭发生排挤事件的时间呢。

是随机的看心情啊,它有可能发生在今天,也有可能发生在5000年之后,也有可能永远不发生。也就是说,我们没有办法预测一个特定的原子。

它在什么时候发生衰变而放射性元素,它衰变的快慢则是由原子核内部自身决定的,和外界的物理和化学状态无关。爱妈呀,三观总是毁得如此突然呢,那既然这原子发生衰变的行为是随机的,我们也没办法预测那这半衰期又如何去量化这种概念呢?哎,半衰期它毕竟是一个量化的概念。对啊,但是我们说了单个原子。

他其实内部非常的韧性啊,我们用一个不太确切的比喻啊,好比我们玩色子。嗯啊。虽然说我们无法准确的预测下一次是几点对,但是因为我们知道每种点数的概率都为六分之一。

那么当我们支出十次的时候,我们得到的结果仍然有可能看上去非常的随机。

但是当我们不断地加大这个尝试的次数,累计到一个很可观的量,比如说投1000000次,甚至投10000000000次的时候。

我们是不是可以想象最终的这个点数分布应该是无限接近于每种花色各占六分之一。 当然呢,这个色子得是理想状态的色子。

他不受到任何公益限制而影响其概率的发生。嗯,徐东这个道理说的十分通俗啊,我是听懂了。

我估计啊,姜文可能这个时候是在想,这和原子的衰变有什么关系呢?

前面说到了其实单个原子核它发生衰变的这个情况,我们是无法预测的,非常的随机,但是呢,我们却知道它在固定时间内发生衰变的概率,一旦到了量子世界,这就是概率支配。

所以说呢,当同类原子的数量非常非常巨大,比如说数以亿万,甚至数以照计时,我们就能够。

比较精确的去预测在多长时间内,这些原子它会衰变为原先数量的一半,而放射性元素的半衰期描述的就是这样的统计规律。

如果大家对我们前面说的内容还觉得有很多困惑的话啊,这里呢,要请大家出门又转了,欢迎大家收听未来某一期的专门讲量子世界各种奇葩现象的原来是这样,哎呀,旭东专坑粉丝。

本来以为今天的话题不算太难,没想到直接讲了,万天涉足了量子的地盘,那回到我们主题吧,说得简单一点。

前面说了碳十四,那具体如何用它来推算那些东西的年龄呢,嗯?

前面说了碳十四的半衰期呢,大约是5730年,也就是说啊,每过5730年,在一个样本之内,它的浓度呢就会减少一半。

于是乎呢,我们就可以通过现在测定的生物体中碳十四的含量来计算出它经过了多少个半衰期。

然后呢就可以大致推断他的年龄了。能具体举几个例子吗?感觉听起来还是懵懵懂懂的。

我们比方说,啊,我们要检测一个死亡生物的遗体,我们姑且就摆这个东西,叫做一号食盐样本。

那通过检测它体内的碳十二和碳十四的比例是应有比例的一半,也就是说一个碳十四比两兆的碳十二。

而不是一笔一兆。这个时候呢,我们就可以认为这个生物死了大约5730年二号实验样本当中它的碳十字浓度只有原先的25%,那么其实我们就可以推算,首先100%,砍掉一半是50%,再砍掉一半是25%。

那么他经过了两个半衰期,那么我们就可以推测他的年龄大约是一万一千四百六十年。 那么再举一个三号食盐养本的例子。

我们检测出来,它的碳十四浓度是原先的75%,那么其实我们就会发现它的第一个半衰期只过了一半的时间,因为他只经历了半个半衰期,那么他的年龄大约就是2865年。

整个这个正负误差呢是在40年左右,已经算得上是相当精确,40年也是够精准的啦。

这里呢,还要额外注意一下啊。因为经过了大约十个半衰期之后,剩下的放射性看的数量就少到无法测量了,因为它是指数衰减,这个非常的快啊。

因此呢,探定年代,这种方法其实并不适用于去推断六万年以前死去的标本,它的确切的年代。

可是我还是有一个问题,我们怎么知道这个碳十四它最开始的浓度呢?就是如果没有一个这样的猪屎的浓度值的话。

我们只知道现在的农队还是算不出来的呀。我刚才其实只是说大约一兆个碳,十二当中会有一个碳十四,那么这个浓度到底是怎么去确定的呢?

其实这是一个非常好的问题啊。说明姜文同学还是在动脑筋的探定年代法,它的确是基于几个不确定的假设。 首先呢,我们必须假设它衰变的速度。

也就是5730年。这样一个半衰期在无法观测的过去是恒定的。 你想啊,这毕竟在5000多年前,埃及人都还没有开始造金字塔了。

更不可能有人去观察这个碳十四准确的去记录它的衰变时间。

而到了近代工业革命之后,人类的这个碳活动日益频繁啊,我们的这些工业排放出来的这个碳也是急剧增长。

另外呢,有的时候火山喷发也会释放大量的二氧化碳,这个呢其实会降低碳十四和碳十二的比率。

而产生碳十四的宇宙射线数量其实也会受到地球磁场偏转的影响。 另外呢,比如说上世纪的五六十年代,我们曾经在地面上做过很多次的核实验。

那么这个就会释放一些额外的射线,使得大气当中碳十四的浓度。

一度明显的升高,所以说这个基础的比值,它是一个动态的,其中呢的确会存在一些误差,这个误差其实回到我们前面,就是这正-40年左右的误差了。

可是呢,如果说我们放大到一个非常时间长的跨度放大到整体而言这个初始的浓度呢,还是相对比较稳?

不管怎么说,探定年法依然是一个非常实用的考古。 哎,我突然意识到一件事情,最开始是要说细胞的年龄的呀,怎么说着说着绕了什么量子物理啊,考古学等等这么大一个圈子呢?

相比这种动辄数千年的。

古诗而言啊,细胞你看一没死,二年纪也不大,第三的个头又那么小,那怎么用碳十四来测量他们的年龄呢?诶。

我们前面说了啊,对于生物体而言,当它活着的时候,因为需要呼吸,要进食,对不对?

我们会不断地从外界摄入碳十四,那么最终呢,我们体内的这个碳十四和碳十二的比值会和外部环境达到一致。

因为不断的在交换嘛。对于单个细胞来说,从诞生之日开始,它的这个dna啊几乎就不再发生物质交换了。

所以呢,这其中所含的碳十四也就处在一个相对稳定的水平。

于是乎呢,检测细胞中碳十四的浓度就可以用来测量它到底有多大。

听到这儿,我估计姜文也好很多听众可能还有一个小疑问,就是我们前面其实用碳十四会去测定非常长的久远的那些年代。

但是细胞的寿命它并不是很长。

对,那我们怎么样去检测呢?而且前面也提到了有那么大的误差,这是因为我们的细胞其实在这几十年里。

整个碳十四在自然环境当中的这个笔直相对是比较稳定的。 嗯,它的这个跨度并不是很大,那么我们就可以以外界自然环境的这个碳十四的浓度比来去推断。你相信数学,他是能够得到一个比较精确的年龄。

原来是这样,这下好像明白了。

不过呢,我还有一个问题,你刚刚说碳十四可以测细胞的年龄,那我就在想啦,我们人体内不是经常有一种说法嘛,说过个七年还是多少年的,然后全身的细胞就会换一次新的。哎,这个到底科不科学,就是有没有办法测算出来,我们人体内的细胞平均能活多久?嗯,这个脑洞也很大啊。的确有科学家,他真就做过这样的的事情。那么碳十四除了可以测定年代。

还可以作为一种标记来探索生物体当中的微观运动,比如说观察人体内细胞的更迭周期。

目前呢,科学家们已经测出成年人的肠道细胞平均的年龄呢,大约是10.7岁上下呢,有3.6岁的浮动空间。

当然啦,这其实和身处的环境也有关系,如果环境特别恶劣的话,肠道表皮细胞可能只有五天的寿命。

这也是有可能的啊。那么除此之外呢,咱们人体骨骼肌的平均年龄呢,大约是15.1碎,并不是说同步的再换他们彼此呢,是有各自的命数的。 嗯,今天我就是一个大问号啊。再追加一个问题。

我们身体里面的细胞是一直在换的,那脑细胞呢,大概多久会换一次,你就想这个脑细胞死完一批了,反正然后再换一批新的还聪明一点。很遗憾。

我只能说这个神经元细胞呢,是咱们体内唯一不可再生的细胞。

啊,神经生物学家利用我们刚才说过的这个测定细胞年龄的方法呢,是测出我们大脑皮层的神经。元细胞年龄和我们人的年龄基本是相同的,也就是说,我们几乎所有的神经元细胞在出生后不久就已经存在了。

而且呢,除了在损伤的情况下,或者某些个别的区域长完之后啊,就不会再有新的细胞诞生。 哎呀,太遗憾了,本来做原样之后就觉得这个神经元脑细胞啥,完全都不够用了,这下好了,还有这种噩耗,以后千万不要让我再烧脑了。

那么至于脑细胞的话题呢,也欢迎大家出门左转啊,去找一找2014年的那些脑细胞那些事儿啊。总之呢,虽说神经元细胞是死一个少一个。

但是你真想弄死他并没有那么容易,而且呢,多听原样的话,也能够帮助你去提高神经元彼此之间的联系。

嗯,前面我们提到碳十四的半衰期,大概是5730年,感觉这好像也可以算是原子的一种年龄了。

虽然有的碳十四可能是只有几分钟的寿命,不过我觉得整体而言,他们真的也是超级受性了,是如果把它们算作是一个数以亿万计的整体来说的话。

平均寿命有5730年之久。

其实呢,比起其他的放射性元素来说啊,碳十四的寿命呢,它不能算得上是长,虽然已经有5000多年了,还要更长啊。对。

比如说不二三九,他的半衰期呢,就有二万四千年。

而氯啊氯化钠的氯,它的一种稀有的同位素氯36半衰期呢,是可以达到400000,这还没完,由二三五也就是原子弹的主要装药,他的半衰期是达到了七点儿,一一年哇。

而他的同位素兄弟由二三八半衰期则有大约4500000000年几乎和咱们地球同龄了,太可怕了。哈,当然了,如果说你硬要把半衰期算作是原子的寿命的话。

那些稳定的元素,我们前面提到的其实都是具有放射性的元素,它们会衰变那些稳定的元素,几乎就等于永生了。

我来个去从5730年,一直到永远了原样的听众,如果哪天要想来个什么爱的誓言之类的,我觉得可以试试看。比如说什么我愿意陪你去到一块油二三八衰,变掉它一半的原子数量的那一天。 哎,又绕又浪漫又高端啊。

我愿意陪你去到一块油二三八衰,变掉它一半的原子数量的那一天。哦,好了吗,即刻表达。

呵呵呵呵,嗯,不过我们前面说了很多长寿的,那其实也有非常非常短命的。

比如说点的一种同位素点,幺三幺它的半衰期呢只有八天,那24仅仅只有十五个小时,100000000。

另外呢,像是以居里夫人的祖国波兰命名的泼元素啊。它的几种同位素的半衰期都不怎么长。

比如说坡二幺零,他的半衰期呢只有三个月,而坡二幺五,这半衰期就更短了,只有0.018秒。 哇,这也太短了,转瞬即逝,还有更短的。我们稍后说啊,前面说的是泼二幺五,另一种同位素泼二幺六,它的半衰期要稍稍长一些。

也不过只有0.16秒。

刚说了,有一个更短的目前我们已知的半衰期,最短的元素呢是爱二幺三,那么这个是十字旁一个爱草的爱它的半衰70多长呢?125纳秒。

读出来的话就是0零零零零幺二五秒哇,用瞬间这个词都不足以形容这个爱二幺三的生命之短暂呢。对爱旭东,你刚才提到那个地球的年龄。

我忽然就有点好奇了,地球的年龄又是怎么测出来的,前面说碳十四页只能测到,大概是六万年左右。

可是我记得好像地球是有。

4600000000岁吧,这靠什么测出来呀。

我们刚才说了啊,有一种元素,它的半衰期和地球几乎同龄,由二三八就是表白的那一个啊。对,那么,作为一种放射性物质,它呢是会不断地向外放射出粒子,从而呢变成另外一种元素。 这个由二三八啊,他们原子核内的小家庭不断的排挤成员嘛,对吧?他排挤完了之后呢就会衰变成稳定且不再具备放射性的千二零六啊千,大家就比较熟悉了啊。

前面呢其实也简单的提过这个衰变的过程呢,它不会受到外界环境的变化而影响,所以不管外界是沧海还是桑田?

他都会稳定的,自发的,不断地进行下去,这就使得由二三八成了测定地球年龄的理想元素了。

它的半衰期足够的长,科学家呢就可以通过测定样品中所含有的油和铅的比例,那么在运用相应的计算公式来计算出样品的放射性年龄。

这也使得精确地去测算地球的年龄变得为可能。嗯,听上去是很有道理的样子,可是具体怎么操作呢?

和我先玩一个思想游戏啊。嗯,假设你忽然不记得你的电脑具体是什么时候买的了。哎呀,忘了。

然后呢,什么发票啊,包括银行卡记录什么的都消失了。嗯,而且呢,关于电脑第一次的使用记录和出场日期等等的这些信息,都因为一些奇怪的故障而被抹去了。好巧啊,我们另外再假定姜文不怎么爱上网,基本上就用电脑保存一些工作文件之类的啊。

这个台电脑呢,从你用过之后,就再也没有导入过其他外来的文件。

那么请问你该如何去推测你买电脑的那个具体的时间,说好不再烧我的脑袋呢?

这么诡异的问题,你让我想想啊,呃,我记得电脑保存的文件应该是属性,会有一个创建时间的对。

那我是不是可以一个一个文件的去翻,然后呢,去找那个最早的文件,那应该离我买电脑时间是差不多的机制的。姜文啊,虽然我估计此刻应该会有很多刀友啊,尤其是那些电脑高手会吐槽,你这个笨办法谁敢吐槽,但不得不说他确实行之有效,而且相对是很精确的,虽然说确切的购买时间有可能真的就没法知道,但是我们通过已知最早的那个文件的创建时间。

其实是可以得出电脑,至少在这个时间节点之前就已经买了,是不是是,可是徐东老师啊,这个地球年龄又有啥关系呢?

一样的道理啊。你想我们是不是只要能够找到一块足够古老的地球岩石,根据他的寿命,是不是就能来推断地球的年龄起码大于他呢?

嗯,听起来是很有道理的,可是地球这么大哎,这不是比大海捞针还不如呢。

感觉上真的是比大海捞针还要难啊。对啊,而且呢,其实我们的地球啊也是有些小任性的啊,他很善于隐藏自己的真实年龄。

你看这个月亮上坑坑洼洼的,看上去显得挺老的对呀,但是你看地球相对来说外表上是十分的,年轻的他比较爱美。

这是因为地球呢其实不断的在发生剧烈的这个地质运动啊。

新生的岩石从火山口喷溅到地球表面,那么从海底涌出的岩浆冷却之后呢,又成为了海底的一部分。

另外呢,板块碰撞,灶山运动大六,将海底覆盖的同时也在回收着海底的岩石,这就使得咱们地球的外观啊。

看上去始终非常的年轻,他不断地在自我的再生长,而且呢,更有意思的是,这种重新生成岩石的过程,不只是让岩石看着更年轻,而且是让岩石真正的变得年轻,至少是以我们的检测方法看来就是如此。

因为人类测量岩石寿命的分析工具,它的原理呢,就是测量岩石中某种特定放射性元素的衰变量,而一旦岩石融化。

并生成新的岩石,所有的能够证明衰变的证据都会消失,这就使得我们想要查看很早以前的地球历史变成了一件非常有难度的工作。

可想而知,在地球形成的最初阶段,炙热的地球表面即使形成了一些固体的岩石,但很有可能他在很早的时候就被回收掉。 我觉得,如果地球有性别的话,一定是女生太快隐藏年龄了,值得我学习。

不过,那科学家又是怎么找到证据的呢?嗯,还记得我们在说宝石的时候,曾经提到过一个可以冒充钻石的石头吗,告师,对啊,告师啊,拍上大用场了。

构石化学结构和持久性其实都很像石英啊,即使其他的矿物都已经分化,告时呢,依然能够坚挺很长很长的时间。

但是呢,告时里它有十英时不具备的两种物质,首先告原子告时为什么叫告时,因为他有告远自己?

还有就是微量的放射性油元素,其实我们那次也会提到告示,它具有微量的放射性啊。

由于油原子和钙原子非常的类似啊,所以呢他会在告时生成的过程当中偷偷地溜进告时的金格来替代告原子的位置。

但是呢,和稻原子不同,前面也说了不稳定的油原子它会衰变,对不对它会衰变成千原子。 所以呢,时间久了,奇怪的事情就发生了。

千原子,它和告原子并不类似。

铅原子,它本身呢是不可能独自进入到告得金格的,但是因为在最初的时候又油棍进了告示当中,所以我们会发现在告时的经格里还会出现很多本不该出现的千原子。于是乎呢,告实晶体当中的铅原子越多,就说明它里边儿的这个油经历了更长的衰变时间,所以呢,这个告时就越古老。

这个方法很机智啊,没想到告时不但能够当做钻石的替代品,而且还是一个天然的时间胶囊呀。

正是啊,目前发现的最古老的六地矿石,可能也是已知最古老的地球碎片,碰巧呢就是在一块澳大利亚西部的砂岩中发现的大量填充有千原子的告示碎片。 那么通过邮签测年法测量小块告时,我们就可以知道地球至少形成于4400000000年之前。

这块幸运的晶体呢是逃过了青石火山爆发和小行星撞击的毁灭命运,虽然说我们不知道它是否是形成于地球最初阶段的岩石?

但是至少这块告时,让我们有信心的去相信地球,他真的非常非常的古老,真的是告时恒久远,一颗可用流传呐,下次买告示的时候又多了一个高大上的理由。

对呀哈哈哈哈。

另外呢,其实天外来客也能够帮助我们来推算地球的年龄,谁陨石啊,原理呢,其实和前面类似啊。

那么比如说在1975年的时候,我国科学家对吉林陨石雨的同位素年龄测定。

最终就获得了和世界上其他科学家一样的结果,那就是地球的年龄大约为45.5亿,正-0.7亿年。

哇,这个和地球的年龄相比较,突然发现人类真的是什么都不是了。 我以前听那个浩杰与重生那期也提到过,说整个人类的历史只是地球24小时的最后的四秒钟来着。那既然已经在说那么宏观的一个年龄了,那也是说我们可以说说太阳的年龄了吧。对,你前面说那个地球的年纪可以靠石头来推测,那这个太阳这么大个火球怎么算呢?

嗯,太阳上没有石头,我们也不可能跑太阳上去挖一勺上东西来看看啊。

根据现在的主流观点呢,在太阳系诞生之前呢,附近是有一颗低质量的超新星爆炸了,这就为整个太阳系的形成创造了一个初始的条件。而正是因为这次爆炸行星才有了我们现在所拥有的这些重元素。

那么在前后差不太久,大约几百万年的时间内,太阳以及太阳系的其他东西就都诞生了。 那么从这个逻辑出发啊,身在太阳系当中的我们其实就可以通过。

太阳系内找到的最古老的标本来推测出太阳的年龄,这个数字呢差不多就约等于通过放射性定年法得到的最古老物质的年龄45.67亿。

嗯,那除了太阳之外的其他恒星呢?

我们的探测器都还没有离开太阳系,那那些几百光年以外的星星,我们又怎么知道他们的年龄呢?

你别说这真的很难。

如果只是随便去指定一颗恒星天文学家的孩,真没有什么办法去准确地测定他的年龄,只能做一个大概的估算。

而且呢,其实从测量太阳的年龄开始,我们已经无意间开启了一个巨大的系列话题,那就是恒星的演化到你的专业了啊。

这个坑呢以后会专门给大家来填上啊。

简单的来说啊,通过恒星的光谱,绝对光度质量和金属风度来进行综合判断,是可以推测的。

那么通过光谱和绝对光度呢,可以测定恒星在赫罗图当中的位置,也就是恒星的类型和演化阶段。

而根据质量呢,就可以确定恒星的演化过程,决定了核反应和金属形成的速率,然后呢再根据光谱中测量的金属风度和演化阶段。

就可以推断恒星的大致年龄了。 我真是太年轻了,我还嗯呢。我应该早就能想到这个所谓的什么简单来说的简单程度的话说徐东老师能不能再简单一点呀?

我们试试看啊,首先呢,恒星的块头它是有大有小的,对吧?嗯,那么它的亮度质量的差距也是异常巨大的。嗯,这个都懂。

但是呢,很有意思的是,他们的寿命却遵循一个十分简单的法则,是吗?那就是质量越大的寿命越短哦,这个是花式打击胖子呀,恒星界也是瘦子占便宜没错。

你想啊,这个恒星啊。它之所以能够发光发热,是不是因为它不断地在燃烧着自己当时就打个引号啊。虽然说因为核聚变反应,其物质转换成能量是非常高效的,他不会浪费太多的东西。

但是终究它还是在消耗。

对,所以呢,恒星他也并非永恒,也都有自己的寿命。

通常来说呢,恒星质量越大,内部储存的氢燃料也就越多。所以可能很多人想当然的认为那些质量越大的恒星,它的寿命会越长,因为有更多的燃料嘛。

但事实呢却刚好相反,大质量恒星,它消耗氢燃料的速度更快,它消耗的效率更高。

因此呢,质量越大的恒星啊,它的寿命反而越短,可能呢,燃烧个几千万年就撑不下去了。

反之,那些小质量的恒星则是文火曼顿,精于长寿,养生之道,可以燃烧几1000000000,甚至上百亿年。

那么在恒星家族当中呢,咱们的太阳,它的寿命算不上短,大约是10000000000年。哎,那还要比太阳更长寿的吗?

当然有了。在宇宙当中其实比比皆是,因为比太阳质量小的恒星也是比比皆是,离咱们很近的就有一颗半人马座的比零星世星等只有十一等,这个肉眼完全不可见啊。那么它的直径呢只有太阳的1/7亮度呢,只有太阳的1‰。

但是根据估算,他的寿命却可能长达700多亿年。当然了,咱们也别灰心啊,我们太阳的寿命呢。虽然只有10000000000年,但可谓比上不足,比下却有余。 在银河系的另一端,就有一颗名叫手枪星的恒星,它的直径达到了太阳的2000倍。

辐射的能量达到了太阳的30000000倍。

别看它很大,很热很亮,但是根据估计他的寿命不过10000000年。哼,他这么点时间?

恐龙灭绝到现在都够这个什么手枪生活六辈子了。

哎呀,做恒星,看来还是得低调点来呀。嗯,怎么说呢,各自的追求不同吧。一种呢,是追求,即使短暂也要足够的绚烂。

另外一种呢,则是不求绚烂,但求必久天长,听起来快快的呀,你这是在暗示你的爱情观吗?

嗯,别查看话题啊,呃,我们简单的来说一下啊,就是质量为太阳1/10的恒星啊,它的寿命呢差不多是太阳的十倍。

而十倍于太阳质量的恒星。

寿命呢,就差不多只有太阳的1/10了,这是符合一个函数的曲线,那么在这个层面上,恒星的寿命反倒比咱们人类的好估算多了。

嗯,其实我们上次也说了,这个寿命和年龄呢是两回事,那现在知道恒星的寿命是相对比较好推测的一件事情了,那他的年龄呢,你前面为什么说这个很难推测,嗯,就是具体到一颗恒星。

他距离他诞生到现在是几岁了,这个倒是非常难推测的一件事儿啊。 这是因为恒星呢,在其一生长达90%的寿命当中。

都依靠核心处的这个轻合成害的。

和巨变反应来提供能量,那么整颗恒星就处在一个相对稳定的我们叫主序性阶段,这是一个专业名词啊。

那么打个比方来说啊,如果说一颗恒星,他的医生我们算作100年,那么差不多他有90年的时间,外观上看起来都几乎一样。

所以呢,我们就很难通过外观去判断它到底多大。

除非呢,我们能够掌握关于它的更多的数据,但其实这也很难,需要观测技术的提升,也需要一些运气。

而且呢,这又是后话,这又是后话,今天这期节目干脆改名叫万物之灵之挖坑偏好了,不过大家也别灰心啊。

恒星依靠内部的核聚变反应,提供光和热,其实更重要的是提供能够与自身重力相抗衡的压力,使自己呢,不至于坍缩。

当恒星核心处的氢燃料被消耗的差不多时,核聚变反应方式的改变就会接着改变恒星内部与引力抗衡的方式,从而呢,在恒星的外观上就会表现出。

非常非常明显的变化。通常来说呢,恒星到了这个阶段就会急剧的膨胀,成为红巨星或者红超巨星等等于是乎呢?当我们看到这样一颗恒星。

我们就可以去推断它,至少已经有90多岁了。 咚咚咚咚,我发现这气和尚,其实虽然一个是说生物,一个是说天体,但真的是有神思的地方呢,那就是年龄基本靠材。是的。

现在恒心聊得差不多了,那还有点时间说说更大尺度的吧,银河系的年龄呢,嗯,其实银河系的年龄的这个测量方法和推测太阳年纪的这个逻辑啊,是有些相似的,怎么说呢?就是我们如果能够测得银河系内啊,最古老恒星的年龄是不是就可以去推测银河系起码早于它诞生之前对和地球上找石头也是一个道理,那么根据已知常寿命放射性和的衰变时间。

从某些放射性中子俘获元素的风度数据就可以去测定。

银河系中最年老恒星的年龄,这里具体涉及到的名词,我们就不展开了啊,从而就可以推断银河系的年龄。

那么这种放射性年龄测定的方法呢,在天文范畴是叫和纪年法原子核的核。嗯,那你知道银河系具体多少岁吗?

别着急啊,我们说这些恒星呢?

虽然说我们可能会测到那些寿命非常非常长的恒星,但他其实还不是银河系当中最早形成的恒星。

银河系中的第一代恒星呢,通常具有非常大的质量。

超过太阳质量的100倍,那么在这样的恒星内部,核聚变反应是极其快速的。

所以说呢,他们通常只能持续几百万年的寿命,因此呢,这些最早形成的恒星已经死亡消失了很长时间了,他们死了之后,就有新的恒星在他们的基础之上诞生。

但是呢,与银河系的年龄相比,由于他们的形成时间与人们今天在银河系当中观测到的最古老恒星的形成时间这个差啊,我们可以姑且把它忽略不计。因此呢。

我们就可以把这些最年老恒星的年龄看作是银河系的年龄。

啊,终于要揭晓答案啦。

嘟嘟嘟嘟嘟嘟。

那么,根据欧洲南天天文台,也就是eso的这个研究报告啊。 对天蝎座南方距离地球大约是7200光年,名为Ngc六三九七。球状星团的观察是推算出了银河的年龄。

因为球状星团它有一些特质,是很容易去推算它里边儿恒星到底有多古老的。

那么该星团呢是聚集了我们银河系当中一些最古老的星体,其中有的根据推算已经有在3400000000年的年龄了。

而这些遥远的恒星呢,很有可能。

还不是银河系最古老的星体,因为我们前面其实已经提到了在这些星体上存在的一些化学物质呢,它不可能来源于宇宙诞生时的那次大爆炸,应该呢是在这之后的恒星爆炸中形成的。

因此呢又进行了进一步的估计,得出银河系的年龄呢?大约是13600000000岁,这差不多就和咱们的宇宙一样的老了,原来是这样啊,就是这样,哇塞从原子核直接说到了银河系,这个跨度也是够大的呀。但是今天,其实我觉得还是漏了一个最最古老的存在。

就是宇宙本身宇宙的年龄到底又是怎么估算出来的呢?

这又是另一个巨坑了啊。

其实我们曾经在夜空为什么是黑的里边儿呃,简单的提到过,而至于各种各样的宇宙模型,大爆炸学说的来龙去脉,宇宙的寿命等等一系列的问题,还包括我们前面提到的什么球状星团啊,主序星啊,贺罗星图啊等等等等。

有机会再和大家聊呢。总之今天就是个挖坑篇吧。 其实相信大家听到这儿就已经发现了我们今天整个政篇部分几乎是没有什么水画,在有文案的基础上已经足足说了40分钟干货超多的回到去年说立法的时候,其实每一期的正片也。

不过是20分钟左右,所以今天其实真的是把两期的万物之灵的内容压缩成了一期亲情大放松,亲情大放松。那么呃,大家注意啊,这也不是说原样的一个常态的这个程度版面啊,只是说这一期稍稍的成立一些也是有一个原因的,为什么我如此的这个进度呢?我知道你怕掉粉,呃,这吊粉是其一吧。其二呢,其实在去年我们做2015年终特辑的时候,其实我们也做过一次这个文案的大征集,那么其实经过一个多月的筹备,包括文案组那些小伙伴们的不懈努力啊。

如今呢,已经收到了好几篇的文案了,那么在今年的之后的节目当中,我们会六六续续的推出。 呃,如果说一月份我还继续把这个万物之灵一拆二二拆三的话。

呃,那可能就小伙伴们也会等得比较急啊。大家也想听一听来自咱们刀友的文案到底是一个什么样的效果,反正我看了我觉得非常的精彩,应该是会比我写得更好吧。

哇,好厉害啊。那么在下周的节目当中,大家就可以来期待一下,我们也会感谢一下这位文案组成员的努力啊啊,下周就有了,嗯,也是教上来一篇七八千字的文案啊,非常的辛苦啊。

那么本周的原来是这样,就先和大家唠叨到这儿了啊,挺长的一期,感谢大家的陪伴,那么还是欢迎大家去我们的互动平台参与互动,那么大家想要?

一窥姜文同学的真容的话,请到新浪微博搜索,乖乖猫仔菌啊,一只猫的猫细菌的菌没有啦,我就是贴吧里那个都是刺的那个呀。

别更好,那么也可以到这个徐东的这个微博来找我玩儿啊,东是山东九日游,上面一个山,下面一个东,那我们的微信公众号还有百度贴吧呢,是旭东刀科学,还有我们的qq群就是原样刀友会进群密码呢,是,原来是这样,就是这样。

本周的节目就和大家说到这儿,我是徐东,我是姜文,咱们下周再见。

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第一,上周我们跟旭东一起把生物圈子里面的植物和动物都那这个什么事捋了一遍,因为求证求证,因为求。

因为球状星团,那么我们的微信公众号,百度贴吧都是选停了?

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