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
Кто убил Мэрилин Монро? НЛО, мафия и еще 5 неожиданных версий смерти актрисы Кто убил Мэрилин Монро? НЛО, мафия и еще 5 неожиданных версий смерти актрисы

Скрывается ли за смертью Мэрилин Монро какая-либо тайна?

Cosmopolitan
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Теперь можно подключить компьютер к мозгу по венам Теперь можно подключить компьютер к мозгу по венам

Как управлять гаджетам, используя разум

GQ
Морская фигура Морская фигура

Актриса и новая ведущая реалити-шоу «Место под солнцем» Наталья Рудова на пляже

Maxim
Все о звездах сериала «Ход королевы»: личная жизнь и истории успеха Все о звездах сериала «Ход королевы»: личная жизнь и истории успеха

Чем известен блестящий состав мини-сериала «Ход королевы»

Cosmopolitan
Рассказ о жизни в карабахских бомбоубежищах Рассказ о жизни в карабахских бомбоубежищах

Рассказ из подземелья Нагорного Карабаха записала Армина Багдасарян

СНОБ
Как закончить отношения корректно: 10 советов Как закончить отношения корректно: 10 советов

Rак расстаться с достоинством и сохранив уважение к чувствам другого

Psychologies
5 приятных фактов про боль 5 приятных фактов про боль

Безболезненно о наболевшем

Maxim
В круге Дягилевом. Лица и судьбы В круге Дягилевом. Лица и судьбы

Сохранилось не так много собственных портретов Сергея Павловича Дягилева

СНОБ
9 версий о том, кем был Человек в железной маске 9 версий о том, кем был Человек в железной маске

19 ноября в Бастилии скончался один из самых загадочных заключенных в истории

Maxim
История одного посещения История одного посещения

Мария Степанова о неизвестной встрече на высшем уровне

Weekend
Голос и здоровье: как они связаны? Голос и здоровье: как они связаны?

По голосу можно диагностировать, что происходит в теле

Psychologies
Как сделать девушке приятно, не залезая к ней в постель, да еще и заработать Как сделать девушке приятно, не залезая к ней в постель, да еще и заработать

Умеешь починить розетку и прибить к холодильнику полку?

Maxim
Старое лучше нового: 5 причин выбрать бабушкино платье Старое лучше нового: 5 причин выбрать бабушкино платье

Объясняем, почему винтажная одежда оказывается лучше новой и зачем ее покупать

Cosmopolitan
Как стать актером озвучки: пошаговое руководство для начинающих в профессии Как стать актером озвучки: пошаговое руководство для начинающих в профессии

Как становятся актерами дубляжа и насколько это сложно?

Playboy
Рыцарский орден госпитальеров свел леса вокруг польской деревни в позднем Средневековье Рыцарский орден госпитальеров свел леса вокруг польской деревни в позднем Средневековье

На это понадобилось всего пару сотен лет

N+1
История ученых, ставших фантастами: Дерек Кюнскен и Марк Лоуренс История ученых, ставших фантастами: Дерек Кюнскен и Марк Лоуренс

Дерек Кюнскен и Марк Лоуренс — биолог и математик, ставшие писателями-фантастами

Популярная механика
Несчастливый 2013 год: что стало причиной гибели героя «Форсажа» Пола Уолкера Несчастливый 2013 год: что стало причиной гибели героя «Форсажа» Пола Уолкера

Смерть Пола Уолкера стала трагедией для всего кинематографа

Cosmopolitan
15 мыслей Михаила Пиотровского 15 мыслей Михаила Пиотровского

Как Михаил Пиотровский, вопреки всем правилам, уберег от жертв великую красоту

GQ
Системный подход Системный подход

Как правильно поддержать иммунитет в сезон простуд и вирусов

Grazia

Знакомимся поближе с актером, который может сыграть Гриндевальда

Cosmopolitan
Как сложились судьбы детей свергнутых (или просто умерших) диктаторов современности Как сложились судьбы детей свергнутых (или просто умерших) диктаторов современности

Мурад Ниязов, Гульнара Каримова, Николае Чаушеску-младший — где они теперь?

Maxim
Юля говорит: Юлия Ахмедова Юля говорит: Юлия Ахмедова

Чудо-женщина российского стендапа Юлия Ахмедова шутит о самых серьезных вещах

Glamour
Музыкант 2020 года: Моргенштерн Музыкант 2020 года: Моргенштерн

Моргенштерн — автор самых популярных и самых неразборчивых треков в 2020 году

GQ
Тебя обманули: 7 признаков некачественного окрашивания – объясняет колорист Тебя обманули: 7 признаков некачественного окрашивания – объясняет колорист

Как определить, что колорист сделал свою работу некачественно: 7 главных ошибок

Cosmopolitan
Народная медицина на Руси Народная медицина на Руси

В виде кого крестьяне представляли лихорадку и как ее лечили?

Культура.РФ
Эксклюзив Cosmo: Дима Билан об экологии, трендах и новом альбоме Эксклюзив Cosmo: Дима Билан об экологии, трендах и новом альбоме

О чем мечтает и чем живет Дима Билан сегодня

Cosmopolitan
Не шоколадом единым: какая еда делает нас счастливыми Не шоколадом единым: какая еда делает нас счастливыми

Как еда помогает нам улучшить настроение

Psychologies
Ученые зарегистрировали передачу вируса Чапаре от человека к человеку Ученые зарегистрировали передачу вируса Чапаре от человека к человеку

Вирус Чапаре может передаваться от человека к человеку в медицинских учреждениях

N+1
Открыть в приложении