放射性元素在放射出各类射线的同时,会酿成另一种元素。衰变前的元素称为母体(parent element),衰变后的元素称为子体(daughter element),在一个封锁系统内,跟着时间的推移,母体含量逐步削减,子体含量则逐步增加,假设测定出母体、子体元素的含量和比例以及半衰期,就能够计算出被测定的工具的年龄。根据已知长命命放射性元素的半衰期,以测定银河系中最古老恒星的年龄,从而定出银河系的年龄。那种放射性年龄测定办法称为“核编年法”。例如,钍-232的半衰期是140.5亿年。用现代更大的天文看远镜,加上高辨认率光谱仪,已经可以检测到恒星的钍-232含量,并做出响应的年龄估量。
但是,仅仅从钍-232的含量推导宇宙的更低年龄其实不非常可靠,科学家又在恒星上发现了半衰期为44.5亿年的铀238的谱线。因为超新星发作时产生的钍元素和铀元素含量比例是固定的,而两种元素的半衰期差别,由此测定恒星上的钍、铀含量比例来计算恒星年龄就愈加可靠。
2001年,天文学家操纵欧洲南方天文台的甚大看远镜,对一颗间隔地球约1万光年的球状星团中编号为CS31082-001的恒星,停止了高精度光谱看测。根据光谱,第一次得到太阳系外天体的放射性同位素钍-232和铀-238含量之比,从而计算出该恒星的年龄是125亿岁,据此认为宇宙年龄差不多是125亿岁。
问题是,用核编年法测宇宙年龄可信吗?因为有很多因素会改动元素比例,以至到达某一动态平稳,如宇宙中目前的氢与氦的品貌。就像化学反响中的合成氨,在必然前提下,氮、氢和氨的比例会到达某一动态平稳。因而,衰变掉的元素也有可能在恒星中再生出来,例如,来自宇宙射线或恒星中的核聚变产生的快中子,击中氮原子,就会转化为碳14。镄是重元素,能够用中子碰击较轻元素而来产生镄。因而,恒星中某种元素一旦到达某一动态平稳,测定的年龄城市连结恒定稳定,哪怕现实年龄是150亿岁或350亿岁。
譬如,高能的宇宙射线会通过称为“宇宙射线散裂”的体例,对宇宙中的各类元素停止核团结和核合成,从而改动母体、子体元素的含量和比例;还有,恒星中的放射性元素与核聚变城市释放中子,那也会改动母体、子体元素的含量和比例。例如,每个氘氚聚变城市产生一个14MeV能量的快中子。因为铀238会吸收快中子后变成铀239,铀239再颠末2次β衰变后变成钚239。没有被操纵的快中子会酿成慢中子,而钍-232正好会吸收慢中子而酿成铀-233。恒星外部的钍-232和铀-238会通过热传输的对流带到内部吸收核聚变释放的中子。
综上所述,我认为用核编年法测宇宙年龄不成信。-原创,做者:黄必录,欢送转载