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
Вибратор и еще 6 предметов, которыми люди пользуются не по назначению Вибратор и еще 6 предметов, которыми люди пользуются не по назначению

Некоторые вещи изобретались не с той целью, с какой мы используем их сейчас

Maxim
Квантовое превосходство Китая Квантовое превосходство Китая

Очередной год – и очередное сообщение о достижении «квантового превосходства»

Популярная механика
Прокачай себя! Тренировка c REBOOT LIVE # 7. Программа Arms&Shoulders Прокачай себя! Тренировка c REBOOT LIVE # 7. Программа Arms&Shoulders

Новый цикл упражнений: для мышц рук, спины, плечевого пояса

Maxim
Достопримечательность города Достопримечательность города

Бордели с человекоподобными куклами – новый тренд или это уже слишком?

Playboy
Отрывок из книги Андерса Хансена «На цифровой игле» Отрывок из книги Андерса Хансена «На цифровой игле»

Почему правило «выживает сильнейший» в большинстве случаев не работает?

СНОБ
Сексуальный абьюз: как предупредить ребенка об опасности Сексуальный абьюз: как предупредить ребенка об опасности

Как говорить с детьми о сексуальном абьюзе? Рассказывает психотерапевт

Psychologies
«Услуги концентрации»: как заработать на том, что учишь людей работать «Услуги концентрации»: как заработать на том, что учишь людей работать

Как Молли Сонстенг учит людей концентрации и максимально продуктивной работе

Forbes
Дважды в Голливуде Дважды в Голливуде

«Афера по-голливудски» — ремейк культовой комедии 1980-х

Weekend
Станки и люди Станки и люди

Машина на службе у человека или человек в плену у машины? О чем говорит история

РБК
Руки дошли: как будут выглядеть новейшие протезы и можно ли управлять ими силой мысли Руки дошли: как будут выглядеть новейшие протезы и можно ли управлять ими силой мысли

Когда потеря руки или ноги не конец привычной жизни, а начало новой

Esquire
История лотереи «Спортлото»: от борьбы с «пороками царизма» до финансирования Олимпиады История лотереи «Спортлото»: от борьбы с «пороками царизма» до финансирования Олимпиады

Как в СССР за 15 лет выросла крупнейшая в мире сеть продаж лотерейных билетов

VC.RU
Первопроходец: Маргарита Ковальчук Первопроходец: Маргарита Ковальчук

Маргарита Ковальчук стала первой российской профессиональной киберспортсменкой

Glamour
Где эти девушки? Где эти девушки?

Вспоминаем, что стало с солистками популярных герлз-бэндов двухтысячных

Cosmopolitan
Мадрид: от рассвета до заката Мадрид: от рассвета до заката

Давай отправимся в гастрономический марафон по испанской столице

Лиза
7 брендов General Motors, которых больше не существует 7 брендов General Motors, которых больше не существует

Вспоминаем, какими марками владела GM раньше: часть 1

Популярная механика
Бактерии добыли редкоземельные металлы из базальта на борту МКС Бактерии добыли редкоземельные металлы из базальта на борту МКС

Принципиальная возможность биомайнинга за пределами Земли

N+1
Что это, доктор? Что это, доктор?

Как ищут новые органы в теле человека — и что находят вместо них

N+1
Как правильно держать палочки для суши: самые подробные и понятные инструкции Как правильно держать палочки для суши: самые подробные и понятные инструкции

Японская, китайская и корейская кухни — это особый этикет

Cosmopolitan
Истребитель, которого никто не боялся Истребитель, которого никто не боялся

История британского истребителя времен Второй мировой войны

Maxim
«Вьетнам. История трагедии. 1945–1975» «Вьетнам. История трагедии. 1945–1975»

Отрывок из книги «Вьетнам. История трагедии. 1945–1975» Макса Хейстингса

N+1
Чем заняться в долгой поездке: 15 способов не умереть со скуки в дороге Чем заняться в долгой поездке: 15 способов не умереть со скуки в дороге

Как скоротать время в поездке на общественном транспорте и в автомобиле

Playboy
Мужчина и его собаки: Джо Байден и его немецкие овчарки Чемп и Мейджор Мужчина и его собаки: Джо Байден и его немецкие овчарки Чемп и Мейджор

Если вам нужен друг в Вашингтоне, заведите собаку

Esquire
Кому добавки? Кому добавки?

Рассказываем, каких веществ с индексом «Е» в продуктах стоит избегать

Лиза
Правила жизни Дэнни Де Вито Правила жизни Дэнни Де Вито

Правила жизни актера Дэнни Де Вито

Esquire
10 известных фильмов, съемки которых чуть было не сорвались 10 известных фильмов, съемки которых чуть было не сорвались

Эти знаменитые ленты мы могли бы никогда не увидеть

Maxim
Три способа выгодно продать детей в истории Три способа выгодно продать детей в истории

Нетривиальные судьбы детей в разные исторические периоды

Maxim
«Женщины слишком эмоциональны и не умеют рисковать». Почему в российском венчуре так мало женщин «Женщины слишком эмоциональны и не умеют рисковать». Почему в российском венчуре так мало женщин

Почему венчур до сих пор остаётся «мужским клубом»?

Inc.
Кончились патроны: почему льготная ипотека и другие меры стимулирования экономики исчерпали свой ресурс Кончились патроны: почему льготная ипотека и другие меры стимулирования экономики исчерпали свой ресурс

Правительству России следует задуматься о приоритетах в стимулировании экономики

Forbes
Как накопить миллион Как накопить миллион

Планируешь крупную покупку? Учись откладывать деньги

Лиза
Открыть в приложении