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
5 писателей-фантастов, предсказавших будущее 5 писателей-фантастов, предсказавших будущее

Этим авторам удалось предвидеть тенденции развития нашего мира

Популярная механика
8 тайных фантазий девушек, о которых они почти никогда не рассказывают 8 тайных фантазий девушек, о которых они почти никогда не рассказывают

Да — есть вещи, которые девушки... обычно не предлагают

Playboy
Как защитить свои личные фото и видео от слива, даже если ты не знаменитость Как защитить свои личные фото и видео от слива, даже если ты не знаменитость

Как не позволить злоумышленникам взломать твой смартфон

Maxim
Крошка Ро Крошка Ро

Блогер Марьяна Ро выбралась в реальный мир без одежды

Maxim
Наука требует жертв Наука требует жертв

Десятеро ученых и изобретателей, погибших при экспериментах

Популярная механика
Краткая история кнопки Turbo на древних компьютерах Краткая история кнопки Turbo на древних компьютерах

Даже в компьютерном деле плохо, когда слишком быстро!

Maxim
«Искусство не терпит трафаретов» «Искусство не терпит трафаретов»

История жизни Ильи Репина в его картинах

Культура.РФ
Продюсер 2020 года: Вячеслав Муругов Продюсер 2020 года: Вячеслав Муругов

Империя Вячеслава Муругова оккупирует все экраны страны

GQ
Блок питания Блок питания

Арина Кузьмина получила диплом health-коуча и заглянула в наши тарелки

Tatler
Подземный мамонт и еще 7 загадочных существ, в которых верят криптозоологи Подземный мамонт и еще 7 загадочных существ, в которых верят криптозоологи

Есть такая почти наука — криптозоология

Maxim
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.
«Есть в России национальный продукт, называется шаурма»: как основатель «Додо Пицца» планирует завоевать рынок донеров и кофе «Есть в России национальный продукт, называется шаурма»: как основатель «Додо Пицца» планирует завоевать рынок донеров и кофе

Основатель «Додо Пицца» о том, как он будет бороться с плохой репутацией шаурмы

Forbes
Русские сезоны. Часть 1 Русские сезоны. Часть 1

Как покоряли мир отечественные танцовщики, художники и музыканты

Культура.РФ
7 фактов о Стивене Хокинге, которых вы не знали 7 фактов о Стивене Хокинге, которых вы не знали

Стивен Хокинг писал детские книги и был дерзким водителем инвалидной коляски

Популярная механика
Вам и не снилось Вам и не снилось

В канун Нового года и Рождества хочется верить в чудеса — и они происходят

Cosmopolitan
Режиссер 2020 года: Эдуард Оганесян Режиссер 2020 года: Эдуард Оганесян

Эдуард Оганесян до и после «Чик»

GQ
«Счастье — когда тебя понимают»: так ли это? «Счастье — когда тебя понимают»: так ли это?

Что же такое счастье с научной точки зрения?

Psychologies
Игорь Пальчицкий. Дотянуться до звезды Игорь Пальчицкий. Дотянуться до звезды

Двадцатого ноября Майе Плисецкой исполнилось бы девяносто пять лет

Караван историй
7 старинных предметов нижнего белья, которые сегодня выглядят дико 7 старинных предметов нижнего белья, которые сегодня выглядят дико

После этого ты по-другому взглянешь на трусы!

Maxim
«Нельзя лишить права на культуру военными методами» «Нельзя лишить права на культуру военными методами»

Археолог Гамлет Петросян — об уникальных раскопках в античном Тигранакерте

Огонёк
Что такое нейроэстетика, или как наш мозг воспринимает искусство Что такое нейроэстетика, или как наш мозг воспринимает искусство

Оказывается, художники – те же исследователи

GQ
«Игры гормонов» «Игры гормонов»

Отрывок из книги Марти Хейзелтон «Игры гормонов»

N+1
Шон Мендес: «Мне хочется донести до людей, что счастье мое не в статусе, а в музыке» Шон Мендес: «Мне хочется донести до людей, что счастье мое не в статусе, а в музыке»

Шон Мендес рассказал GQ, как перезапустил карьеру и задумался о здоровье психики

GQ
Дарит прокрастинацию, чувство вины и забирает радость от жизни: почему список дел хуже расписания в календаре Дарит прокрастинацию, чувство вины и забирает радость от жизни: почему список дел хуже расписания в календаре

Вы встречали кого-то, кто выполняет всё, что обещал сделать за день?

VC.RU
Любовь или легкая влюбленность? 16 важных отличий Любовь или легкая влюбленность? 16 важных отличий

Чем отличается легкое увлечение от настоящей любви?

Psychologies
Великое ухо Великое ухо

Чем славен радиотелескоп Аресибо

N+1
Из нуклеотидных последовательностей сделали генератор истинно случайных чисел Из нуклеотидных последовательностей сделали генератор истинно случайных чисел

Ученые разработали генератор случайных чисел на основе ДНК

N+1
Нет офиса, нет проблем: как «единорог» с украинскими корнями учит мир работать на удаленке Нет офиса, нет проблем: как «единорог» с украинскими корнями учит мир работать на удаленке

GitLab стал одним из самых дорогих стартапов в мире, не открыв ни одного офиса

Forbes
История компании, которая создала Hello Kitty: от нарисованных котят до бизнеса стоимостью $1,5 млрд История компании, которая создала Hello Kitty: от нарисованных котят до бизнеса стоимостью $1,5 млрд

Синтаро Цудзи мечтал создать компанию, которая делает и продаёт яркие вещи

VC.RU
Открыть в приложении