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

Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies

Рассказываем о знаменитостях, чей внешний вид вызывал беспокойство поклонников

Cosmopolitan
Полулежа в полумраке Полулежа в полумраке

Во время фотосессии Юлия Подозерова открылась с новой неожиданной стороны

Maxim
Одержимость сексом: что делать, если партнер страдает зависимостью? Одержимость сексом: что делать, если партнер страдает зависимостью?

Возможно ли сохранить отношения, если у одного из партнеров зависимость от секса

Psychologies
Снимаем шляпу! Снимаем шляпу!

Звезда нового сериала «Мылодрама» Янина Мелехова

Maxim
Гудбай, Америка: 10 фактов о Христофоре Колумбе, которых вы не знали Гудбай, Америка: 10 фактов о Христофоре Колумбе, которых вы не знали

Все самые интересные факты о Христофоре Колумбе в нашей подборке

Популярная механика
Лицо с экрана 2020 года: Алексей Пивоваров Лицо с экрана 2020 года: Алексей Пивоваров

Алексей Пивоваров доказал, что на YouTube есть место новостной повестке

GQ
Королева как мишень: 7 самых известных покушений на британских монархов Королева как мишень: 7 самых известных покушений на британских монархов

Как британские правители могли погибнуть, но удача оказалась на их стороне

Cosmopolitan
Древние женщины в Южной Америке охотились не реже мужчин Древние женщины в Южной Америке охотились не реже мужчин

Женщины в древности не только собирали травы и растения

National Geographic
Лиза Арзамасова: Каждый новый день жду как чуда Лиза Арзамасова: Каждый новый день жду как чуда

Актриса Лиза Арзамасова не утратила веру в добрую сказку, даже став взрослой

Добрые советы
Как брали Крым Как брали Крым

Леонид Млечин — о завершающем этапе Гражданской войны на юге России

Огонёк
Почему вымерли мегалодоны? Почему вымерли мегалодоны?

Причиной вымирания мегалодонов могло стать охлаждение океана

National Geographic
6 рок-групп, которые вдруг стали лучше после потери товарища 6 рок-групп, которые вдруг стали лучше после потери товарища

Группы, которые после изменения состава, стали только лучше и громче

Maxim
«Я подумаю об этом завтра» «Я подумаю об этом завтра»

Ирина Прохорова — об ответственности перед фамилией и желании стать волонтером

OK!
Скандий не желает сплавляться Скандий не желает сплавляться

Сплавы металлов с редкоземельным скандием не востребованы в промышленности

Эксперт
Одна вокруг света. Возвращение в Бангког и переправа машин через океан Одна вокруг света. Возвращение в Бангког и переправа машин через океан

95-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
«Ход королевы»: шахматы, зависимость и никакой политики в новом сериале Netflix «Ход королевы»: шахматы, зависимость и никакой политики в новом сериале Netflix

Интеллектуальная драма от режиссера «Логана» с Аней Тейлор-Джой в главной роли

GQ
Живая история: отрывок из книги автора Esquire Егора Сенникова «Они отвалились» о социалистическом проекте в Восточной Европе Живая история: отрывок из книги автора Esquire Егора Сенникова «Они отвалились» о социалистическом проекте в Восточной Европе

Как 30 лет назад закончился социалистический проект в Восточной Европе

Esquire
Самое древнее свидетельство существования животных могло оказаться ошибочным Самое древнее свидетельство существования животных могло оказаться ошибочным

Ученые узнали, что древние окаменелости могут быть не животными, а водорослями

National Geographic
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
Наука требует жертв Наука требует жертв

Десятеро ученых и изобретателей, погибших при экспериментах

Популярная механика
5 возможных причин, почему ты стал бегать в туалет чаще (при том, что пьешь столько же) 5 возможных причин, почему ты стал бегать в туалет чаще (при том, что пьешь столько же)

Часто ходишь в туалет? Возможно, твой мочевой пузырь пытается что-то сказать

Playboy
Гибель сына и внука, шесть неудачных браков: печальная судьба Натальи Кустинской Гибель сына и внука, шесть неудачных браков: печальная судьба Натальи Кустинской

Трагическая история советской актрисы Натальи Кустинской

Cosmopolitan
Триумф 57 мм Триумф 57 мм

Новое слово в разработке российских бронемашин

Популярная механика
«Нам удается стать свидетелями настоящих космических драм» «Нам удается стать свидетелями настоящих космических драм»

Интервью с астрофизиком Рашидом Сюняевым: о карте Вселенной и многом другом

Огонёк
Нет неизвестных солдат Нет неизвестных солдат

Как вернуть из безвестности реальные имена

Огонёк
Как стать профессиональным фотографом: 7 шагов к крутой карьере Как стать профессиональным фотографом: 7 шагов к крутой карьере

Подборка советов для желающих освоить ремесло профессионального фотографа

Playboy
Рейтинг доверия Рейтинг доверия

Дмитрий Марков — о рисках и преимуществах биометрических систем

РБК
Битва за дата-центры Битва за дата-центры

Производитель микрочипов AMD объявил о намерении купить своего конкурента Xilinx

Эксперт
Сон как самая большая загадка эволюции. Почему мы спим, зачем и можем ли этого не делать? (Спойлер: ученые не знают) Сон как самая большая загадка эволюции. Почему мы спим, зачем и можем ли этого не делать? (Спойлер: ученые не знают)

Что вообще такое сон, для чего он нам и почему все животные так в нем нуждаются?

Популярная механика
Открыть в приложении