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
Как ухаживать за замшевой обувью: эксплуатация, чистка и 6 лучших средств Как ухаживать за замшевой обувью: эксплуатация, чистка и 6 лучших средств

Замшевая обувь неприхотлива в уходе, но даже тут есть свои нюансы и тонкости

Cosmopolitan
Быт любимой Быт любимой

Разбираемся в тонкостях домашнего менеджмента и учимся не обесценивать быт

Cosmopolitan
Вселенную лихорадит: температура космоса выросла в несколько раз и чем это может грозить Вселенную лихорадит: температура космоса выросла в несколько раз и чем это может грозить

За восемь миллиардов лет температура вещества во Вселенной выросла втрое

Forbes
Miss MAXIM 2019 Miss MAXIM 2019

Марафон красоты длиной в пять месяцев финишировал!

Maxim
Дебоширы и насильники: Депп и другие звезды, потерявшие работу из-за скандала Дебоширы и насильники: Депп и другие звезды, потерявшие работу из-за скандала

Поведение актеров порой становится основанием для немедленного лишения всех прав

Cosmopolitan
Нейроны расширенной миндалины заставили мышей поволноваться Нейроны расширенной миндалины заставили мышей поволноваться

Связь нейронов расширенной миндалины и процесса эмоционального возбуждения

N+1

Знакомимся поближе с актером, который может сыграть Гриндевальда

Cosmopolitan
7 удивительных фактов о Зигмунде Фрейде, которые вы могли не знать 7 удивительных фактов о Зигмунде Фрейде, которые вы могли не знать

Старина Сигизмунд Шломо Фрейд и малоизвестные факты о его жизни и смерти

Популярная механика
5 жутких морских катастроф, о которых вы могли не знать 5 жутких морских катастроф, о которых вы могли не знать

Самые страшные кораблекрушения

Популярная механика
«Hello World. Как быть человеком в эпоху машин» «Hello World. Как быть человеком в эпоху машин»

Отрывок из книги Ханна Фрай о том, какой властью наделены алгоритмы

N+1
Грубые ошибки с длиной верхней одежды: исправь их, чтобы не выглядеть безвкусно Грубые ошибки с длиной верхней одежды: исправь их, чтобы не выглядеть безвкусно

Рассказываем обо всех нюансах, связанных с длиной верхней одежды

Cosmopolitan
Нужна ли организму чистка? Нужна ли организму чистка?

Всегда ли детоксикация приносит организму пользу?

Добрые советы
«Не плачь!»: как не надо реагировать на чувства детей «Не плачь!»: как не надо реагировать на чувства детей

Как часто мы говорим детям: «Не плачь!», «Не ной», «Ты что, плакса?»

Psychologies
«Ждем, когда 5G станет реальностью, а не только поводом для хайпа» «Ждем, когда 5G станет реальностью, а не только поводом для хайпа»

Александр Чуб — о том, как в России развивается инфраструктура для сотовой связи

РБК
Старина DJ Groove: ничего положительного из локдауна я не вынес Старина DJ Groove: ничего положительного из локдауна я не вынес

Playboy задал 25 коротких вопросов легендарному Груву

Playboy
Что такое edge computing и почему все внезапно заговорили о «туманных вычислениях» Что такое edge computing и почему все внезапно заговорили о «туманных вычислениях»

И стало облако туманом

Maxim
4 причины конфликтов в отношениях 4 причины конфликтов в отношениях

Умение решать конфликты — залог крепких отношений

Psychologies
История Ксении Бородиной и Курбана Омарова: от измен и ссор до семейной идиллии История Ксении Бородиной и Курбана Омарова: от измен и ссор до семейной идиллии

Мы решили вспомнить историю отношений Ксении Бородиной и Курбана Омарова

Cosmopolitan
7 фактов о первом «Чужом» плюс полная хронология вселенной Чужих 7 фактов о первом «Чужом» плюс полная хронология вселенной Чужих

Ридли Скотт — человек, который в себе тайком провез с небес Чужого людям

Maxim
Материнское выгорание: личная история и 10 шагов для его профилактики Материнское выгорание: личная история и 10 шагов для его профилактики

Как справиться с материнским выгоранием

Psychologies
Три сыночка и лапочка-дочка: как складывается личная жизнь Саши Зверевой Три сыночка и лапочка-дочка: как складывается личная жизнь Саши Зверевой

10 фактов о Саше Зверевой

Cosmopolitan
Парное интервью: Сюзанна и Мальбэк — о пути художника, репутационных рисках и призвании Парное интервью: Сюзанна и Мальбэк — о пути художника, репутационных рисках и призвании

Сюзанна и Мальбэк рассказывают о музыке, творчестве и пути художника

Esquire
Засухи приведут к массовой замене древесных видов в лесах Земли Засухи приведут к массовой замене древесных видов в лесах Земли

Из-за засухи деревья в лесах будут заменяться засухоустойчивыми кустарниками

N+1
«Как, мол, я могу снимать кино про такого токсичного дядьку» «Как, мол, я могу снимать кино про такого токсичного дядьку»

Режиссер Роман Супер — как был придуман и сделан байопик Эдуарда Успенского

Weekend
4 способа стать популярным у женщин, ничего для этого не делая 4 способа стать популярным у женщин, ничего для этого не делая

Рассказываем, как стать востребованным у женщин, не делая для этого усилий

Maxim
Выпускница Гарварда родом из СССР: чем известна новый президент Молдавии Майя Санду Выпускница Гарварда родом из СССР: чем известна новый президент Молдавии Майя Санду

Что известно о карьере, политических взглядах и достижениях президентки Молдавии

Forbes
На ошибках учатся На ошибках учатся

Леонид Жуков — об ответственности людей и машин за принятие критических решений

РБК
Беззащитные перед космосом: десятиметровый астероид прошел над Землей незамеченным ниже МКС Беззащитные перед космосом: десятиметровый астероид прошел над Землей незамеченным ниже МКС

Астероид 2020 VT4 подошел к Земле ближе, чем Международная космическая станция

Forbes
Отрывок из книги Андерса Хансена «На цифровой игле» Отрывок из книги Андерса Хансена «На цифровой игле»

Почему правило «выживает сильнейший» в большинстве случаев не работает?

СНОБ
Открыть в приложении