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
«Если вы такие умные, почему такие бедные»: математик Эдвард Торп обыграл казино и заработал $800 млн на Уолл-стрит «Если вы такие умные, почему такие бедные»: математик Эдвард Торп обыграл казино и заработал $800 млн на Уолл-стрит

История математика, которому наука помогла зарабатывать деньги

VC.RU
Правила жизни Итана Хоука Правила жизни Итана Хоука

Правила жизни актера Итана Хоука

Esquire
Разрешите себе печалиться Разрешите себе печалиться

Относитесь к негативным переживаниям всерьез и не пытайтесь их подавлять

Psychologies
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Обзор струйного МФУ c СНПЧ HP Smart Tank 615: как печатать дешево Обзор струйного МФУ c СНПЧ HP Smart Tank 615: как печатать дешево

Тестируем одну из продвинутых моделей HP с системой непрерывной подачи чернил

CHIP
Быт с привилегиями: чем «Городок чекистов» в Екатеринбурге отличался от других советских районов Быт с привилегиями: чем «Городок чекистов» в Екатеринбурге отличался от других советских районов

История и современность района Екатеринбурга, известного как «Городок чекистов»

VC.RU
Булат Окуджава Булат Окуджава

Каждый год 9 мая на Трубной площади стартует фестиваль памяти Булата Окуджавы

Дилетант
«Копирование — это не кража, а трансформация»: Уиллем Дефо — о своем провальном старте и новом фильме «Сибирь» «Копирование — это не кража, а трансформация»: Уиллем Дефо — о своем провальном старте и новом фильме «Сибирь»

Уиллем Дефо о том, почему увольнение может быть радостным событием

Forbes
5 способов борьбы с тревогой: советы тренера по боевым искусствам 5 способов борьбы с тревогой: советы тренера по боевым искусствам

Борьба со стрессом: попробуйте вернуться в тело, почувствуйте ритм, движение

Psychologies
12 вещей, которые использовали вместо денег 12 вещей, которые использовали вместо денег

Во времена натурального обмена в роли денег выступали совершенно разные объекты

Maxim
7 знаменитых мужчин, которые женились на своих секретаршах 7 знаменитых мужчин, которые женились на своих секретаршах

Почему мужчины, которые могут выбрать любую, выбирают ту, что поближе?

Maxim
«Мы планируем жизнь по минутам, а в Средневековье даже не было часов»: Евгений Водолазкин о времени, вечности и новом романе «Мы планируем жизнь по минутам, а в Средневековье даже не было часов»: Евгений Водолазкин о времени, вечности и новом романе

Интервью с писателем Евгением Водолазкиным о его новом романе

Forbes
9 советов, как лучше запоминать новую информацию (это полезно в любом возрасте) 9 советов, как лучше запоминать новую информацию (это полезно в любом возрасте)

Учиться никогда не поздно, но как делать это эффективно

Playboy
«Большая маленькая ложь»: выдающаяся история о проблемах среднего класса и женской доле «Большая маленькая ложь»: выдающаяся история о проблемах среднего класса и женской доле

И выдающаяся актерская игра Риз Уизерспун и Николь Кидман

Esquire
«Игры гормонов» «Игры гормонов»

Отрывок из книги Марти Хейзелтон «Игры гормонов»

N+1
Культурный слой советского периода: Майя Кучерская о «Секретиках» Петра Алешковского Культурный слой советского периода: Майя Кучерская о «Секретиках» Петра Алешковского

Книга «Секретики» напрашивается на каламбур — но она действительно «с секретом»

Школа Masters
Человечество Человечество

Обнадеживающая история

kiozk originals
6 автомобилей из лимитированных коллекций 6 автомобилей из лимитированных коллекций

За каждой из этих моделей – богатая история

GQ
«Мама, папа и собака»: питомец как член семьи «Мама, папа и собака»: питомец как член семьи

Какую роль питомцы играют в вашем доме?

Psychologies
«Люкс превратился в один большой магазин дьюти-фри»: лучшие высказывания Тильды Суинтон об одежде, моде и стиле и ее знаковые кинообразы «Люкс превратился в один большой магазин дьюти-фри»: лучшие высказывания Тильды Суинтон об одежде, моде и стиле и ее знаковые кинообразы

Тильда Суинтон о моде и отношениях с одеждой

Esquire
Концентрация таланта: почему в компании не нужно оставлять середнячков и меланхоликов Концентрация таланта: почему в компании не нужно оставлять середнячков и меланхоликов

Отрывок из книги CEO Netflix Ричарда Хастингса «Никаких правил»

Inc.
Как маски превратились в самый модный аксессуар Как маски превратились в самый модный аксессуар

Как необходимые средства индивидуальной защиты стали брендовыми аксессуарами

GQ
«За слова надо отвечать»: когда общение в родительском чате приводит к убийству «За слова надо отвечать»: когда общение в родительском чате приводит к убийству

Почему виртуальная ссора может привести к реальной трагедии

Psychologies
10 фактов о русских женщинах c точки зрения иностранцев 10 фактов о русских женщинах c точки зрения иностранцев

Узнай, что иностранцы думают о русских женщинах!

Maxim
Почему мясо нельзя с хлебом, а кофе с молоком, или Что мешает усвоению питательных веществ? Почему мясо нельзя с хлебом, а кофе с молоком, или Что мешает усвоению питательных веществ?

Как избежать дефицитных состояний будущей маме?

9 месяцев
Алина Фаркаш о том, как мужчины поддерживают культуру насилия Алина Фаркаш о том, как мужчины поддерживают культуру насилия

Алина Фаркаш рассуждает о том, почему мы все живем в культуре насилия

Cosmopolitan
Белые рыцари Amazon: как зарабатывать миллионы на миллиардах Джеффа Безоса Белые рыцари Amazon: как зарабатывать миллионы на миллиардах Джеффа Безоса

Amazon преуспел в развитии предпринимательства больше, чем кто-либо другой

Forbes
Шопинг со вкусом Шопинг со вкусом

Какие они, лучшие рынки мира?

Лиза
Зебровые амадины распознали по голосу до 57 сородичей Зебровые амадины распознали по голосу до 57 сородичей

Зебровые амадины распознают и запоминают голоса своих сородичей

N+1
Открыть в приложении