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
«Я уже ничего не боюсь» «Я уже ничего не боюсь»

Алексей Учитель о своем «Цое» и старой и новой цензуре

Weekend
Откуда на Луне берется вода: научные споры Откуда на Луне берется вода: научные споры

Откуда на спутнике Земли взялась влага?

Популярная механика
Шале по-русски Шале по-русски

Яркий, сказочный и собирательный образ для загородного дома

SALON-Interior
Прорицатель или симулянт: 6 сугубо научных фактов о Нострадамусе, которых вы могли не знать Прорицатель или симулянт: 6 сугубо научных фактов о Нострадамусе, которых вы могли не знать

Кем же был Нострадамус — образованным шарлатаном или все-таки истинным пророком?

Популярная механика
Как маски превратились в самый модный аксессуар Как маски превратились в самый модный аксессуар

Как необходимые средства индивидуальной защиты стали брендовыми аксессуарами

GQ
Марина Краснова Марина Краснова

Директор по продукту ВКонтакте руководит коллективом из более 200 разработчиков

Собака.ru
«Карантинные разводы»: как не пополнить печальную статистику? «Карантинные разводы»: как не пополнить печальную статистику?

Как не разрушить отношения, находясь с мужем дома 24/7 – рассказывает психолог

Cosmopolitan
Тайна «плохиша»: почему мы любим отрицательных героев? Тайна «плохиша»: почему мы любим отрицательных героев?

Психолог объясняет, в чем секрет притягательности отрицательных героев

Psychologies
По течению реки По течению реки

Небольшой домик на берегу Волги в соответствии с философией ваби‑саби

AD
«В стране террор, люди боятся ехать в офис»: зачем белорусские IT-предприниматели перевозят сотрудников в другие страны и сколько это стоит «В стране террор, люди боятся ехать в офис»: зачем белорусские IT-предприниматели перевозят сотрудников в другие страны и сколько это стоит

Белорусские IT-компании, которые решились на переезд за рубеж

Forbes
Афина или Афродита: какая ты богиня по знаку зодиака? Афина или Афродита: какая ты богиня по знаку зодиака?

Все женщины как женщины, а я - богиня!

Cosmopolitan
Древесину превратили в гибкий светящийся материал Древесину превратили в гибкий светящийся материал

Ученые превратили древесину в люминесцентный материал

N+1
Бизнесмен, фигурист: с кем встречалась Ляйсан Утяшева до Павла Воли Бизнесмен, фигурист: с кем встречалась Ляйсан Утяшева до Павла Воли

Пара Ляйсан Утяшевой и Павлы Воли, пожалуй, самая крепкая в нашем шоу-бизнесе

Cosmopolitan
Обратный отсчет Обратный отсчет

Выглядеть молодо по силам каждой!

Лиза
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
Вспоминаем, как сложилась карьера Романа Виктюка и как он стал гением театра абсурда Вспоминаем, как сложилась карьера Романа Виктюка и как он стал гением театра абсурда

Волей к чистой форме, во всем определяющей содержание, Виктюк был одержим всегда

GQ
3 простых и нереально вкусных блюда с пивом в качестве ингредиента 3 простых и нереально вкусных блюда с пивом в качестве ингредиента

Да, пиво можно не только пить

Playboy
«Я сделала своего мужа миллионером» «Я сделала своего мужа миллионером»

Популярный блогер Яна Sims рассказала, как вдохновить своего мужчину

OK!
Какими были смарт-часы в докомпьютерную эпоху: 5 главных моделей ХХ века Какими были смарт-часы в докомпьютерную эпоху: 5 главных моделей ХХ века

Обширное генеалогическое древо Apple Watch

Maxim
Лучшее антистрессовое занятие осени и зимы — кормить птиц. Вот как делать это правильно Лучшее антистрессовое занятие осени и зимы — кормить птиц. Вот как делать это правильно

Чтобы кормить птиц правильно, стоит учесть несколько простых, но важных советов

Esquire
«Король» гормонов, гормон королей «Король» гормонов, гормон королей

Как мужской гормон тестостерон помогает женщинам похудеть

Худеем правильно
Рыба — это геноцид. Стартап предпринимателя-коммуниста Finless Foods хочет приучить людей к веганской рыбе Рыба — это геноцид. Стартап предпринимателя-коммуниста Finless Foods хочет приучить людей к веганской рыбе

Отрывок из книги Дженни Климан «Секс без людей, мясо без животных»

Inc.
Феминитивы и культ языковой вертикали Феминитивы и культ языковой вертикали

Как не стыдиться феминитивов, откуда они берутся и как с ними уживаться

СНОБ
8 итальянцев, имена которых замаскировались под обычные слова 8 итальянцев, имена которых замаскировались под обычные слова

Восемь итальянских фамилий, которые впоследствии стали именами нарицательными

Maxim
Быть плохой девочкой: как найти ресурс в «нехороших» качествах Быть плохой девочкой: как найти ресурс в «нехороших» качествах

Качества, которые ценятся в ребенке, и качества взрослого очень отличаются

Psychologies
5 трогательных фактов про крокодилов 5 трогательных фактов про крокодилов

Пять увлекательных фактов, после которых ты начнешь уважать крокодилов

Maxim
В центре города В центре города

Городская квартира в стиле спокойной, мягкой неоклассики

SALON-Interior
«Каждый раз все говорят, что наш бизнес должен умереть»: президент «Азбуки Вкуса» — о пандемии, IPO и фудхакинге «Каждый раз все говорят, что наш бизнес должен умереть»: президент «Азбуки Вкуса» — о пандемии, IPO и фудхакинге

Как ретейл переживает пандемию и почему в кризис растут продажи еды и вина

Forbes
Мам, купи: 5 шагов на пути к финансовой грамотности ребенка Мам, купи: 5 шагов на пути к финансовой грамотности ребенка

Дети, имеющие с раннего возраста карманные деньги, вырастают более успешными

Forbes
Открыть в приложении