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
Алиса Хазанова: «Сегодня опасно даже просто выражать свое мнение» Алиса Хазанова: «Сегодня опасно даже просто выражать свое мнение»

Актриса Алиса Хазанова о кибербуллинге и токсичности соцсетей

GQ
Боль в животе после еды объяснили работой тучных клеток Боль в животе после еды объяснили работой тучных клеток

Тучные клетки оказались ответственными за воспалительные процессы в кишечнике

N+1
Будь, как Бонд: разбираем луки агента 007 и запоминаем идеи звездных киностилистов Будь, как Бонд: разбираем луки агента 007 и запоминаем идеи звездных киностилистов

Эксперты нашли сразу 10 идеальных вещей Джеймса Бонда

Playboy
Как на вулкане! Как на вулкане!

Первозданная красота балийской природы сливается с красотой Елены Чернявской

Maxim
Пластичность мозга Пластичность мозга

Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции мозга

kiozk originals
Первопроходец: Маргарита Ковальчук Первопроходец: Маргарита Ковальчук

Маргарита Ковальчук стала первой российской профессиональной киберспортсменкой

Glamour
Правила жизни Тильды Суинтон Правила жизни Тильды Суинтон

Правила жизни актрисы Тильды Суинтон

Esquire
Быт любимой Быт любимой

Разбираемся в тонкостях домашнего менеджмента и учимся не обесценивать быт

Cosmopolitan
«Африканцы глупее других!»: 6 самых громких скандалов из-за Нобелевской премии «Африканцы глупее других!»: 6 самых громких скандалов из-за Нобелевской премии

В чем упрекают этих нобелевских лауреатов

Cosmopolitan
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
«Тревожные люди» Фредрика Бакмана: и жизнь, и слезы, и любовь «Тревожные люди» Фредрика Бакмана: и жизнь, и слезы, и любовь

Рецензия на роман Фредерика Бакмана «Тревожные люди» и отрывок из книги

Psychologies
А теперь — Горбатый!.. За что мы любим Армена Джигарханяна А теперь — Горбатый!.. За что мы любим Армена Джигарханяна

Армен Джигарханян ушел — и нам грустно. Хотя…

Maxim
Правила жизни Итана Хоука Правила жизни Итана Хоука

Правила жизни актера Итана Хоука

Esquire
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
Чтобы дважды не вставать Чтобы дважды не вставать

Редактор Glamour проверила на себе новшества пластической хирургии

Glamour
Про мэтчи и баны: топ-7 болезненных вопросов об онлайн-знакомствах главе «Мамбы» Про мэтчи и баны: топ-7 болезненных вопросов об онлайн-знакомствах главе «Мамбы»

Разбираем все причины, по которым мы ненавидим сайты и приложения для знакомств

Playboy
Это табу! Это табу!

7 принципов, которыми нельзя жертвовать ради мужчины

Лиза
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
Печень: чистить или любить? Печень: чистить или любить?

Расследование: как работает печень, как ее защитить и стоит ли чистить?

Здоровье
Как написать идеальное био для дейтинг-приложения: 5 главных нюансов Как написать идеальное био для дейтинг-приложения: 5 главных нюансов

Готовая формула успеха в дейтинге

Playboy
Вопросы создателю. Вариатор. На что он способен и как избежать проблем? Вопросы создателю. Вариатор. На что он способен и как избежать проблем?

Как построить взаимоотношения с вариатором?

4x4 Club
12 вещей, которые использовали вместо денег 12 вещей, которые использовали вместо денег

Во времена натурального обмена в роли денег выступали совершенно разные объекты

Maxim
В чем заключаются причины дислексии. Отрывок из книги Марианны Вулф В чем заключаются причины дислексии. Отрывок из книги Марианны Вулф

Отрывок из книги Марианны Вулф «Пруст и кальмар: Нейробиология чтения»

СНОБ

История Елены Мухиной, звезды советской спортивной гимнастики

Cosmopolitan
Как помочь подростку найти дело жизни? Как помочь подростку найти дело жизни?

Как поставить себя на место подростка и помочь ему выбрать профессию

Psychologies
Софья Эрнст: «При встрече с сильным соперником думаю, как превратить его в соратника» Софья Эрнст: «При встрече с сильным соперником думаю, как превратить его в соратника»

Софья Эрнст рассказала, как обычно реагирует на появление сильного соперника

Grazia
О чем говорят наши фантазии О чем говорят наши фантазии

Сегодня стремление быть осознанным распространяется и на сексуальную жизнь

СНОБ
Верхом на вихре Верхом на вихре

Возможное будущее гражданской авиации

Популярная механика
Уроки демократии за высокий прайс: что мы узнали из нашумевших мемуаров Барака Обамы Уроки демократии за высокий прайс: что мы узнали из нашумевших мемуаров Барака Обамы

Отрывок из книги «Земля обетованная» — мемуаров 44 президента США Барака Обамы

Esquire
Открыть в приложении