Люди с древних времен интересовались возрастом Вселенной и, наконец, нашли ответ

Популярная механикаНаука

Сколько лет Вселенной — все версии

Люди с древних времен интересовались возрастом Вселенной. И хотя у нее нельзя спросить паспорт, чтобы посмотреть дату рождения, современная наука смогла ответить на этот вопрос. Правда, лишь совсем недавно.

Алексей Левин

Мудрецы Вавилона и Греции считали мироздание вечным и неизменным, а индуистские хронисты в 150 году до н.э. определили, что ему в точности 1 972 949 091 год (кстати, по порядку величины они не сильно ошиблись!). В 1642 году английский теолог Джон Лайтфут путем скрупулезного анализа библейских текстов вычислил, что сотворение мира пришлось на 3929 год до н.э.; спустя несколько лет ирландский епископ Джеймс Ашер передвинул его на 4004 год. Основатели современной науки Иоганн Кеплер и Исаак Ньютон тоже не прошли мимо этой темы. Хотя они апеллировали не только к Библии, но и к астрономии, их результаты оказались похожими на вычисления богословов — 3993 и 3988 годы до н.э. В наше просвещенное время возраст Вселенной определяют иными способами. Чтобы увидеть их в исторической проекции, поначалу взглянем на собственную планету и ее космическое окружение.

a530605f32aa2b90ddcb010895d80366.jpg

Гадание по камням

Со второй половины XVIII века ученые начали оценивать возраст Земли и Солнца на основе физических моделей. Так, в 1787 году французский натуралист Жорж-Луи Леклерк пришел к выводу, что, если бы наша планета при рождении была шаром из расплавленного железа, ей нужно было бы от 75 до 168 тысяч лет, чтобы остыть до нынешней температуры. Через 108 лет ирландский математик и инженер Джон Перри заново просчитал тепловую историю Земли и определил ее возраст в 2−3 млрд лет. В самом начале XX столетия лорд Кельвин пришел к выводу, что если Солнце постепенно сжимается и светит исключительно за счет высвобождения гравитационной энергии, то его возраст (и, следовательно, максимальный возраст Земли и остальных планет) может составить несколько сотен миллионов лет. Но в то время геологи не смогли ни подтвердить, ни опровергнуть эти оценки из-за отсутствия надежных методов геохронологии.

В середине первого десятилетия ХХ века Эрнест Резерфорд и американский химик Бертрам Болтвуд разработали основы радиометрической датировки земных пород, которая показала, что Перри был много ближе к истине. В 1920-х были найдены образцы минералов, чей радиометрический возраст приближался к 2 млрд лет. Позднее геологи не раз повышали эту величину, и к настоящему времени она выросла более чем вдвое — до 4,4 млрд. Дополнительные данные предоставляет исследование «небесных камней» — метеоритов. Почти все радиометрические оценки их возраста укладываются в интервал 4,4−4,6 млрд лет.

Современная гелиосейсмология позволяет непосредственно определить и возраст Солнца, который, по последним данным, составляет 4,56 — 4,58 млрд лет. Поскольку продолжительность гравитационной конденсации протосолнечного облака исчислялась всего лишь миллионами лет, можно уверенно утверждать, что от начала этого процесса до наших дней прошло не более 4,6 млрд лет. При этом солнечное вещество содержит множество элементов тяжелее гелия, которые образовались в термоядерных топках массивных звезд прежних поколений, выгоревших и взорвавшихся сверхновыми. Это означает, что протяженность существования Вселенной сильно превышает возраст Солнечной системы. Чтобы определить меру этого превышения, нужно выйти сначала в нашу Галактику, а затем и за ее пределы.

cb3da1f4c06e8162e6f80e02054e4381.jpg

Следуя за белыми карликами

Время жизни нашей Галактики можно определять разными способами, но мы ограничимся двумя самыми надежными. Первый метод основан на мониторинге свечения белых карликов. Эти компактные (примерно с Землю величиной) и изначально очень горячие небесные тела представляют собой конечную стадию жизни практически всех звезд за исключением самых массивных. Для превращения в белый карлик звезда должна полностью сжечь все свое термоядерное топливо и претерпеть несколько катаклизмов — например, на какое-то время стать красным гигантом.

Типичный белый карлик почти полностью состоит из ионов углерода и кислорода, погруженных в вырожденный электронный газ, и имеет тонкую атмосферу, в составе которой доминируют водород или гелий. Его поверхностная температура составляет от 8 000 до 40 000 К, в то время как центральная зона нагрета до миллионов и даже десятков миллионов градусов. Согласно теоретическим моделям, могут также рождаться карлики, состоящие преимущественно из кислорода, неона и магния (в которые при определенных условиях превращаются звезды с массой от 8 до 10,5 или даже до 12 солнечных масс), однако их существование еще не доказано. Теория также утверждает, что звезды, как минимум вдвое уступающие Солнцу по массе, заканчивают жизнь в виде гелиевых белых карликов. Такие звезды очень многочисленны, однако они сжигают водород крайне медленно и посему живут многие десятки и сотни миллионов лет. Пока что им просто не хватило времени, чтоб исчерпать водородное горючее (очень немногочисленные гелиевые карлики, обнаруженные к настоящему времени, обитают в двойных системах и возникли совсем другим путем).

Коль скоро белый карлик не может поддерживать реакции термоядерного синтеза, он светит за счет накопленной энергии и потому медленно остывает. Темпы этого охлаждения можно вычислить и на этой основе определить время, потребное для снижения температуры поверхности от первоначальной (для типичного карлика это примерно 150 000 К) до наблюдаемой. Поскольку нас интересует возраст Галактики, следует искать самые долгоживущие, а потому и самые холодные белые карлики. Современные телескопы позволяют обнаружить внутригалактические карлики с температурой поверхности менее 4000 К, светимость которых в 30 000 раз уступает солнечной. Пока они не найдены — либо их нет вообще, либо очень мало. Отсюда следует, что наша Галактика не может быть старше 15 млрд лет, иначе они бы присутствовали в заметных количествах.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
Суверенная электроника: зачем России производство наночипов Суверенная электроника: зачем России производство наночипов

За последние десять лет в России научились делать новые типы микросхем

Inc.
Астрономы изучили то, как ведут себя в космосе Астрономы изучили то, как ведут себя в космосе

Как огромные потоки плазмы и радиации движутся от Солнца в открытый космос?

Популярная механика
Доигрался Доигрался

Райан Рейнольдс о том, как попытался изменить нашу реальность

GQ
Мусор или реликвия: как коллекционер пивных банок помогает археологам Мусор или реликвия: как коллекционер пивных банок помогает археологам

Все зависит от угла, под которым вы смотрите на науку

Популярная механика
Мало, мало, мало огня Мало, мало, мало огня

Год, когда непостижимость божественного замысла включилась на максимум

Tatler
«В классической музыке господствует патриархат»: пианистка Полина Осетинская — о плате за оппозиционность и женщинах в профессии «В классической музыке господствует патриархат»: пианистка Полина Осетинская — о плате за оппозиционность и женщинах в профессии

Интервью с пианисткой и лауреаткой премии «Триумф» Полиной Осетинской

Forbes
Тацуо Такахаши. Я влюбился в борщ! Тацуо Такахаши. Я влюбился в борщ!

Тацуо Такахаши – о том, какими будут автомобили в недалёком будущем

4x4 Club
Фильму «Один дома» — 30 лет. Мы поговорили с продюсерами ленты о том, как создавалась рождественская классика Фильму «Один дома» — 30 лет. Мы поговорили с продюсерами ленты о том, как создавалась рождественская классика

Как фильм «Один дома» изменил судьбы своих создателей и изменил киноиндустрию

Esquire
Gartner назвала 10 способов быстро сократить расходы на ИТ в кризис Gartner назвала 10 способов быстро сократить расходы на ИТ в кризис

Как управлять затратами на ИТ в кризис

Inc.
Чтобы мечты сбывались Чтобы мечты сбывались

Чтобы изменить жизнь, нужно правильно ставить цели и формулировать желания

Добрые советы
Метель времени: сериал «Перевал Дятлова» как выдающийся экскурс в советское прошлое Метель времени: сериал «Перевал Дятлова» как выдающийся экскурс в советское прошлое

Что сокрыто в сюжете сериала «Перевала Дятлова»

Esquire
Почему поднимать самооценку вредно? Объясняет психолог Почему поднимать самооценку вредно? Объясняет психолог

Психолог объясняет, как поддерживать себя и помогать себе, но не оценивать

Cosmopolitan
Последний дубль: чем закончилась карьера детей-актеров из СССР и Голливуда Последний дубль: чем закончилась карьера детей-актеров из СССР и Голливуда

Они перестали быть и юными, и актерами...

Cosmopolitan
Здоровья и счастья Здоровья и счастья

Сильверио Мариан — итальянец, который живёт и работает в России и для России

SALON-Interior
Две тонны тротила: все о пользе взрывов Две тонны тротила: все о пользе взрывов

Для взрывников две тонны тротилла – это «пшик»

Популярная механика
Playmate 2020 Playmate 2020

Полуфинал конкурса на самую горячую девушку по версии Playboy

Playboy
Русские сезоны. Часть 2 Русские сезоны. Часть 2

Как покоряли мир отечественные танцовщики, художники и музыканты

Культура.РФ
Настоящий самодур! Настоящий самодур!

Как сработаться с неадекватным начальником?

Лиза
«Если мы не победим, этой стране конец»: главное из новых мемуаров Барака Обамы «Если мы не победим, этой стране конец»: главное из новых мемуаров Барака Обамы

Барак Обама про Путина, республиканцев, Байдена и будущее

Forbes
Древнейший хамелеон из бирманского янтаря оказался амфибией Древнейший хамелеон из бирманского янтаря оказался амфибией

Эти древние амфибии могли стрелять языком в добычу

N+1
Дебютный роман Салли Руни «Разговоры с друзьями» впервые выходит на русском языке. Публикуем его фрагмент Дебютный роман Салли Руни «Разговоры с друзьями» впервые выходит на русском языке. Публикуем его фрагмент

Отрывок из романа Салли Руни, в котором выражены чувства поколения Z

Esquire
Это был трудный код Это был трудный код

Лев Рубинштейн о феномене «дресс-кода»

GQ
Преемница Мураками: что нужно знать о японской писательнице Ёко Огаве и ее романе «Полиция памяти» — эссе переводчика и востоковеда Дмитрия Коваленина Преемница Мураками: что нужно знать о японской писательнице Ёко Огаве и ее романе «Полиция памяти» — эссе переводчика и востоковеда Дмитрия Коваленина

Переводчик Дмитрий Коваленин рассуждает о творчестве писательницы Ёко Огавы

Esquire
Однажды президенту Nintendo Сатору Ивате предложили сократить штат. Его ответ — отличный пример эмоционального интеллекта Однажды президенту Nintendo Сатору Ивате предложили сократить штат. Его ответ — отличный пример эмоционального интеллекта

Как Сатору Ивата сохранил моральный дух и атмосферу Nintendo в кризис

Inc.
Три способа выгодно продать детей в истории Три способа выгодно продать детей в истории

Нетривиальные судьбы детей в разные исторические периоды

Maxim
7 самых-самых снимков Земли из космоса 7 самых-самых снимков Земли из космоса

Делать селфи у землян в ДНК

Maxim
Как советский замполит захватил корабль, чтобы устроить революцию, и добрался до США Как советский замполит захватил корабль, чтобы устроить революцию, и добрался до США

История бунта, который все не так поняли

Weekend
Индивидуально подобранная стимуляция помогла улучшить речь после инсульта Индивидуально подобранная стимуляция помогла улучшить речь после инсульта

Ученые опробовали транскраниальную микрополяризацию на пациентах с афазией

N+1
Правила жизни Скарлетт Йоханссон Правила жизни Скарлетт Йоханссон

Правила жизни американской актрисы

Esquire
Открыть в приложении