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
Модная и безликая: 7 признаков, что у тебя нет своего стиля Модная и безликая: 7 признаков, что у тебя нет своего стиля

Мы собрали 7 явных признаков отсутствия своего стиля — проверь себя!

Cosmopolitan
Литература Литература

Константин Мильчин рассказывает, какой была русская литература эпохи нулевых

Esquire
На вилле в Помпеях нашли останки двух человек. Они пытались спрятаться в подземном портике На вилле в Помпеях нашли останки двух человек. Они пытались спрятаться в подземном портике

В Помпеях нашли тела жертв извержения Везувия 79 года

N+1
Кризис управления Кризис управления

Государство не может потратить триллионы рублей, но продолжает отъем денег

Forbes
Старина DJ Groove: ничего положительного из локдауна я не вынес Старина DJ Groove: ничего положительного из локдауна я не вынес

Playboy задал 25 коротких вопросов легендарному Груву

Playboy
Евгений Водолазкин: Оправдание острова. Отрывок из седьмого романа лауреата «Большой книги» Евгений Водолазкин: Оправдание острова. Отрывок из седьмого романа лауреата «Большой книги»

Отрывок из романа Евгения Водолазкина об острове, которого нет на картах

СНОБ
Других писателей у меня для вас нет Других писателей у меня для вас нет

Знакомьтесь: Омид Скоби, биограф Меган Маркл и принца Гарри

Tatler
Почему смеяться над властью снова становится страшно Почему смеяться над властью снова становится страшно

Каждый десятый россиянин, как выясняется, не решается шутить о политике в сети

СНОБ
8 фактов про советский «Луноход», которые вызывают приступ гордости 8 фактов про советский «Луноход», которые вызывают приступ гордости

Советское значит отличное!

Maxim
8 поразительных фактов о «Фердинанде» — самой грозной самоходке Второй мировой 8 поразительных фактов о «Фердинанде» — самой грозной самоходке Второй мировой

Пробить этого гиганта в лоб не мог никто

Maxim
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
Новая домашняя подъемная машина Новая домашняя подъемная машина

Наши города и здания часто напоминают полосу препятствий

Наука и жизнь
Одиссей, Малина, Арья: почему детям дают необычные имена Одиссей, Малина, Арья: почему детям дают необычные имена

Чем руководствуются взрослые, когда размышляют, как назвать сына или дочь?

Psychologies
Писатели и мода. Часть 1 Писатели и мода. Часть 1

Правда ли Лев Толстой постоянно ходил босиком?

Культура.РФ
Сын уборщицы и работника завода: как воспитывали родители Лионеля Месси Сын уборщицы и работника завода: как воспитывали родители Лионеля Месси

Лионель Месси родился в семье, где все были немного увлечены футболом

Cosmopolitan
На Мадагаскаре нашли мезозойскую птицу с клювом тукана На Мадагаскаре нашли мезозойскую птицу с клювом тукана

Палеонтологи нашли остатки древней птицы с необычным клювом

N+1
Toyota Hilux от KDT. Тюнинг-концепт «Катран» Toyota Hilux от KDT. Тюнинг-концепт «Катран»

Подготовленным "Хайлаксом" сегодня никого не удивишь

4x4 Club
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 Окинава стала островом с самым высоким в мире процентом долгожителей Как Окинава стала островом с самым высоким в мире процентом долгожителей

Окинава — эта не та привычная нам всем Япония

Maxim
Гордей Петрик о новом фильме Андрея Кончаловского «Дорогие товарищи!» Гордей Петрик о новом фильме Андрея Кончаловского «Дорогие товарищи!»

Фильм «Дорогие товарищи!» — высказывание мастерское, мощное, но хитрое

СНОБ
«Моя идеальная девушка»: чего хотят мужчины «Моя идеальная девушка»: чего хотят мужчины

Как молодые холостяки представляют себе женщину, в которую можно влюбиться

Cosmopolitan
Актеры, ушедшие молодыми: Пол Уокер, Хит Леджер, Владислав Галкин и другие Актеры, ушедшие молодыми: Пол Уокер, Хит Леджер, Владислав Галкин и другие

Молодые, красивые, талантливые - они погибли в молодости

Cosmopolitan
Книжная полочка Книжная полочка

Авторы подкаста «Мам, почитай!» советуют четыре истории на зимние каникулы

Glamour
Красота против партии: как жители КНДР борются с режимом с помощью контрабандной косметики Красота против партии: как жители КНДР борются с режимом с помощью контрабандной косметики

Как стремление к разнообразию и красоте заставляет людей рисковать свободой

Forbes
От наркотиков к признанию: крутые рэперы, которые начали путь с криминала От наркотиков к признанию: крутые рэперы, которые начали путь с криминала

Рэперы, сумевшие выбраться из нищеты и криминальных гетто в большой шоу-бизнес

Cosmopolitan
Генная терапия предотвратила слепоту у мышей с глаукомой Генная терапия предотвратила слепоту у мышей с глаукомой

Раньше это заболевание поддавалось лишь паллиативному лечению

N+1
Мартин Лютер Мартин Лютер

Бунтарь в эпоху потрясений

kiozk originals
Как устроен бизнес экскурсий по крышам Петербурга и чем он не нравится жителям Как устроен бизнес экскурсий по крышам Петербурга и чем он не нравится жителям

Чем руферы Петербурга мешают властям и как легально сделать селфи на крыше

РБК
10 успешных зарубежных художников, которые живут в наше время 10 успешных зарубежных художников, которые живут в наше время

Современные западные художники, которые ценятся на рынке искусства

GQ
Открыть в приложении