無論是在銀河系的內部、還是在銀河系的外部，依據(jù)科學家普遍接受的宇宙起源理論，恒星包含的鋰元素含量比實際觀測的數(shù)值多出了三倍，或者是宇宙起源的主流理論出現(xiàn)了問題，或者是天文學的實際觀測出現(xiàn)了誤差，近日，天文學家解答了一個令人困惑的謎題，他們在距離地球８萬光年的一個星團上發(fā)現(xiàn)了恒星的鋰元素缺失的現(xiàn)象，第一次在銀河系外的恒星發(fā)現(xiàn)了鋰元素含量的不足，鋰元素神秘性的缺失說明了一個事實，天體物理學家既未能充分理解宇宙起源的大爆炸理論，也未有徹底了解恒星運行的機制。

英國皇家天文學會的《每月通訊》雜志刊載了天文學家首次發(fā)現(xiàn)的成果，主流的宇宙大爆炸理論的基本框架沒有受到動搖，宇宙從超乎想象的高溫、高壓和高密的物理狀態(tài)中誕生，早期宇宙物質的不均勻性在時空大膨脹過程中逐漸地演化為今日宇宙，人們看到的和沒有看到的一切存在物實際上都是宇宙進化的產物，比如：人們看到的行星和恒星天體。

伊利諾伊大學厄本那香檳分校的理論物理學家布萊恩·菲爾茲不是觀測小組的成員，對于鋰元素含量在理論預測和實際觀測出現(xiàn)的差異，他解釋說目前有兩種化解的方案，一是激進的解決方案：宇宙起源的大爆炸理論不完備，有一定的缺陷；二是溫和的解決方案，宇宙大爆炸理論十分完善，但不能很好地解釋理論預期與實際觀測的差異。

科學家普遍認為，宇宙大爆炸的核合成理論有一些缺陷、存在修正的必要性，宇宙大爆炸理論已經成為基本的宇宙起源學說，在宇宙誕生之后的幾分鐘，物質粒子啟動了核合成的反應機制，宇宙原初的核合成反應產生了三種最輕的化學元素，它們分別是氫、氦和鋰，比三種輕元素更重的元素——氧﹑氮﹑碳、硅等重元素或產生于恒星的核心，或合成于強大的超新星暴。在宇宙最早期核反應機制的基礎上，天體物理學家預測了通過核合成反應制造的特定數(shù)量和比例的三種輕元素。

加州大學圣克魯茲分校的物理學家喬爾·普里馬克不是實際觀測小組的成員，他解釋說理論預測的結果代表了人類宇宙學最偉大成就之一。理論預測的鋰元素含量是實際觀測數(shù)值的三倍，似乎說明有大量被遺漏的鋰元素。1982年，一對天文學家夫婦組成了一個科學小組，第一次發(fā)現(xiàn)了鋰元素含量的理論預期與實際測量的差異，弗朗索瓦和莫妮卡夫婦第一次發(fā)現(xiàn)了兩者數(shù)量上的不匹配，從那時起，天文學家進行了多次的天文觀測，得到了同樣的檢測結果，鋰元素缺失的現(xiàn)象得到了反復觀測的證實，但沒有一位天文學家在銀河系外的恒星上測量了鋰元素含量的不足，觀測銀河系外的恒星，這是一項重要的檢驗方式。

意大利博洛尼亞大學的阿萊西奧·穆克西亞萊里和同事進行了新的觀測，如果在銀河系外的恒星上發(fā)現(xiàn)了鋰元素的普遍缺失，那么鋰元素的普遍缺失不止在銀河系內發(fā)生，他們的觀測成果就會代表一般性的結論。穆克西亞萊里和觀測小組的成員在球狀星團內選擇了一顆恒星，梅西耶—54星團是小型人馬座矮星系的一小部分，人馬座矮星系在銀河系引力的作用下發(fā)生了緩慢的分裂。觀測小組使用了30小時的觀測時間，歐洲南方臺的大型望遠鏡位于智利的山峰，擁有最強大的功能，大型望遠鏡的觀測數(shù)據(jù)表明，銀河系外的恒星同樣有鋰元素含量不足的現(xiàn)象，就像在銀河系內發(fā)生的現(xiàn)象。

宇宙最初的恒星含有更多的鋰元素，比現(xiàn)在的恒星鋰含量更高，出現(xiàn)了某種未知的原因，鋰元素在核反應過程中毀滅了，從物質轉變成能量的形態(tài)。理論物理學家菲爾茲解釋說，以往的物理解釋相當完備，但在細節(jié)分析上出現(xiàn)了困難，科學家找到了更合理的解釋，在宇宙大爆炸的最初幾分鐘，某種能量的釋放似乎限制了鋰元素的合成，現(xiàn)有的被普遍接受的理論沒有考慮鋰元素制造的受限性，一旦確認了鋰元素核合成機制的限制性，那些失蹤或失聯(lián)的鋰元素可能轉化成了其它的形態(tài)，變成了碎屑和浮渣。

鋰元素的零碎物也許衰變?yōu)榘滴镔|的形態(tài)。暗物質是一種看不見的物質，它們構成了今日宇宙的絕大部分物質。菲爾茲和普里馬克都贊成暗物質的解答方案，鋰元素的含量不足，可能是由于它們最終轉化成了暗物質，宇宙鋰元素的消失之謎可能不是人們想象得那么簡單，恒星的核合成反應機制也不像人們理解得那么單調而乏味，可能存在人們未知的物理機理，科學家不能完全解開鋰元素消失的謎團。鋰元素缺失的現(xiàn)象與暗物質之謎產生了關聯(lián)，暗物質的性質則是一個更大的科學謎題。

（編譯：2014－9－15）