1927年，美國天文學家哈勃首次發現，在地球上接收到的來自遙遠恒星發出的光線，其光譜的譜線并不在標準波長的位置上，而是譜線的波長都被加長了，相當于譜線向紅端移動了，于是發現了「宇宙紅移」現象，據此奠定了宇宙正在膨脹的理論基礎。
宇宙的年齡
通過宇宙膨脹的速率、宇宙微波背景輻射等觀測結果，科學家們利用反推法，推算出現有宇宙在138億年前，來源于奇點的大爆炸，這個奇點的質量無限大、體積無限小、能量無限高，在奇點之外沒有任何時間與空間。
隨著奇點內部量子漲落現象的發生，奇點在一瞬間向外膨脹，將無窮多的物質和能量播撒出去。待到大爆炸38萬年之后，「炸」出的宇宙空間才從「濃稠」的「宇宙湯」狀態冷卻下來，光子才穿越出來，宇宙從此走出了黑暗時代。
后來，逐漸才形成了自由原子、電子，繼而結合成最簡單的氣體分子氫和氦，在萬有引力作用下開始發生聚集。當聚集的氫和氦越來越多，核心區的溫度和壓力達到一定程度以后，在量子隧穿效應的加持下，氫元素開始在核心區發生核聚變反應，宇宙中第一批恒星才開始形成。由此可見，宇宙中的恒星，肯定是滯后于奇點大爆炸的，也就是說，無論多古老的恒星，其年齡都不可能大于138億歲。
「超過宇宙年齡」的恒星
然而，科學家們在對一顆觀測時間很久的恒星進行年齡測定時，發現這顆恒星的年齡異常古老，甚至超過了138億年，達到了驚人的160億歲，這明顯與剛才的宇宙誕生和演化模型不符。這顆古老的恒星編號為HD 140283，位于天秤座方向，距離地球約190光年。
HD 140283被發現以后，由于距離地球較遠，觀測條件不夠先進，這顆看似「普通」的恒星就很少有人再繼續關注了。不過，隨著哈勃太空望遠鏡的升空，對全天空的恒星開展了比較精密的觀測，得到了很多之前始終沒有的珍貴數據。有科學家對哈勃觀測的恒星數據進行了系統分析，當研究到HD 140283時，計算出該恒星的年齡少說有也146億年以上，最大值甚至能達到160億年，顯然這與宇宙誕生的時間相悖。
后來，歐洲航天局根據依巴谷衛星的測量結果，又再次印證了這一結論。于是，HD 140283成為被人類發現最為古老的恒星之一，并且以圣經中最長壽的人物「瑪土撒拉」命名。與此同時，該恒星與宇宙年齡產生的「年齡悖論」，也成為科學家們爭相研究的重點課題。
需要說明的是，無論是哈勃太空望遠鏡，還是依巴谷衛星，它們所收集到的有關恒星光譜數據、光度數據、距離數據等等，都是真實無誤的。那麼造成這個悖論的原因，只能有兩個，要麼是宇宙的年齡推算有錯誤，要麼恒星的計算方法有問題。
宇宙年齡的推測發生了錯誤？
除此之外，近年來科學家們對宇宙膨脹的速率測算，又有了新的發現。2013年時，歐洲普朗克衛星通過觀測到的宇宙微波背景輻射等相關數據，測算出宇宙膨脹的速率為67.4公里/（秒*百萬秒差距），在此基礎上推測出宇宙的年齡為138.2億年。但近幾年，科學家們對哈勃常數又進行了精密測量和修正，認為宇宙膨脹的速率將達到82左右，通過這個速率來測算的話，宇宙的年齡將縮短到114億年。這個結果，將進一步拉大HD 140283的「年齡悖論」問題。
至于能產生這個悖論的第一個原因，宇宙年齡出現了錯誤，在這一點上，一個是到目前為止，科學家們還沒有意識到相關觀察的誤差存在，第二是宇宙的演化模型根本不正確。但是，從目前的宇宙學理論研究來看，對宇宙演化的基本模型，已經解釋通了很多疑難問題，已經成為科學界的共識，在這方面如果沒有出現顛覆性的反例，或者足以推翻之前理論的突破性創新，想重新確立宇宙演化模型是根本不可能的。
而對于觀測的誤差，這一點不容否認，但是，無論是利用后來的引力波探測，還是造父變星的觀測，抑或是對暗能量假設的搜尋，都會使科學家們對宇宙觀測的精確度進一步提高，特別是在暗能量假設的基礎上，科學家解釋了宇宙不斷加快膨脹的事實。因此推測的「宇宙年齡出現了錯誤」可能性不大，即使精度仍有欠缺，但不會顛覆已有結論。
原來是恒星自身的問題
那麼，造成悖論的原因，是否是該顆恒星年齡的計算方法出現了問題呢？我們知道，質量越大的恒星，其內部核聚變反應的強度也越大，那麼在相同數量的氫元素組成情況下，消耗完畢這些氫元素的時間就越少，因此恒星的壽命也就越短。
在測定遙遠恒星的年齡時，科學家們首先要做的是通過觀測接收到的光譜數據，來判別恒星的類別，即到底是內部核聚變反應異常強烈的藍矮星，還是反應強度中等的黃矮星，或許是反應強度較低的橙矮星或者紅矮星。
此后，在確定恒星的陣營之后，再根據恒星的光度會隨著時間的流逝而逐漸增加這個原理，然后推測出該顆恒星的光度和質量，最后依據這些參數來確定恒星的年齡。
拿HD 140283來說，據這顆恒星的光譜數據顯示，其組成成分以氫和氦為主，幾乎沒有鐵這種對于恒星來說的「重金屬」，其內部鐵元素的含量僅為太陽的1%左右，是一顆典型的貧金屬恒星，這說明這顆恒星的質量較小，內部核反應的強度很弱，只能進行從氫到氦的核聚變反應。而恒星內部微量的鐵元素，則說明該顆恒星極有可能是宇宙大爆炸之后，所形成的第二批恒星，第一批古老恒星通過超新星爆發，生成了鐵等「重金屬元素」，隨后這些元素在漫長的演化中再次聚集，成為了HD 140283的一部分。
正是由于HD 140283內部的核聚變反應非常「順利」，而且進展異常緩慢，所以表現出來的光度值，與太陽等「正常」恒星顯得格格不入。科學家將不能反映真實情況的光度值代入恒星年齡計算公式后，最終得出了超出宇宙年齡的結果。近年來，科學家們通過一系列的參數修正，并且考慮了相應的誤差后，將這顆恒星的年齡下限確定為132億年左右，從而解決了「宇宙年齡悖論」的問題。
