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
Здоровья и счастья Здоровья и счастья

Сильверио Мариан — итальянец, который живёт и работает в России и для России

SALON-Interior
Тогда и сейчас: как выглядят первые и последние снимки планет Тогда и сейчас: как выглядят первые и последние снимки планет

Космические технологии не стоят на месте!

Популярная механика
Великолепная пятёрка Великолепная пятёрка

5 диет, признанных самими лучшими в 2020 году

Худеем правильно
Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны

С чего на самом деле надо начинать заботу о своем здоровье

СНОБ
Вот так встреча Вот так встреча

Долгие новогодние каникулы дают шанс поупражняться в искусстве принимать гостей

AD
«Дело жизни – печь!» «Дело жизни – печь!»

Что влияет на калорийность десерта и в чем секрет маложирного крема

Худеем правильно
Шесть «сюрпризов» зимы Шесть «сюрпризов» зимы

Объясняем, как избежать вредного влияния центрального отопления в помещениях

Здоровье
«Сама виновата». Как оренбургского следователя наказали за неэтичное поведение с жертвой насилия «Сама виновата». Как оренбургского следователя наказали за неэтичное поведение с жертвой насилия

Почему мы так критично реагируем на случаи насилия?

СНОБ
Пять преступников номер один в мире Пять преступников номер один в мире

Хит-парад злодеев современности

Maxim
Все будет хорошо: почему не стоит бояться родов? Все будет хорошо: почему не стоит бояться родов?

Как настроиться на роды и перестать бояться

Cosmopolitan
Еще 7 брендов General Motors, которых больше не существует Еще 7 брендов General Motors, которых больше не существует

Вспоминаем, какими марками владела GM раньше: часть 2

Популярная механика
Битва дискаунтеров: как «Магнит» и X5 Retail Group конкурируют на рынке супердешевых товаров Битва дискаунтеров: как «Магнит» и X5 Retail Group конкурируют на рынке супердешевых товаров

Через пять лет на жесткие дискаунтеры будет приходиться 10% розницы

Forbes

Люсиль Болл до сих пор остается в списке лучших комедийных актрис ХХ века

Cosmopolitan
От 30 до 100: модели, добившиеся успеха в зрелом возрасте От 30 до 100: модели, добившиеся успеха в зрелом возрасте

Пять моделей, которые доказали: начинать никогда не поздно!

Cosmopolitan
«Люблю переодевать людей» «Люблю переодевать людей»

О карантинных мерах, модном процессе и новом new look после кризиса и пандемии

OK!
11 стильных советов от молодого Леонардо ДиКаприо 11 стильных советов от молодого Леонардо ДиКаприо

В 1990-х Леонардо ДиКаприо был иконой стиля

GQ
Бизнес в особом режиме Бизнес в особом режиме

Московская область — один из благоприятных регионов для развития формата ОЭЗ

РБК
«Титаны исчезли не только в литературе» «Титаны исчезли не только в литературе»

Леонид Юзефович — о своем новом романе «Филэллин»

Огонёк
Кондитерские премудрости: как правильно взбить сливки для торта Кондитерские премудрости: как правильно взбить сливки для торта

Взбивать сливки до нужной консистенции умеет далеко не каждая хозяйка

Cosmopolitan
Токсичные отношения Токсичные отношения

Почему детокс принесет вам хорошие дивиденды

GQ
Попасть в цвет Попасть в цвет

Наиболее распространенные ошибки при окрашивании волос

Лиза
Смена власти в гареме заставила самок гелад созреть быстрее Смена власти в гареме заставила самок гелад созреть быстрее

Влияют ли самцы на скорость созревание самок в дикой среде?

N+1
Верхом на вихре Верхом на вихре

Возможное будущее гражданской авиации

Популярная механика
К качеству книги не имеет отношения то, что о ней говорят К качеству книги не имеет отношения то, что о ней говорят

Дмитрий Быков об инках, истребителях и литературе

СНОБ
Дружба на расстоянии Дружба на расстоянии

Сохранить отношения с лучшими друзьями всегда легко, было бы желание

Здоровье
10 вопросов к Уиллему Дефо 10 вопросов к Уиллему Дефо

Уиллем Дефо – главный характерный актер Голливуда и культовая фигура

Playboy
Ананасы в шампанском — это пульс вечеров! Ананасы в шампанском — это пульс вечеров!

О литературном и гастрономическом вкусе Серебряного века

Наука и жизнь
«Почему нам сложно вас понять»: конфликт в паре глазами мужчин «Почему нам сложно вас понять»: конфликт в паре глазами мужчин

Попробуем рассмотреть семейный конфликт так, как его часто видят мужчины

Psychologies
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
Открыть в приложении