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
Со знаком качества Со знаком качества

Экскурс в 20‑е годы прошлого столетия — современная вариация на тему ар-деко

SALON-Interior
Не пей вина, Гертруда Не пей вина, Гертруда

Известные исторические личности с репутацией завзятых отравителей

Вокруг света
Старый — значит надежный: почему некоторые вещи с годами становятся только красивее и как они стали модными Старый — значит надежный: почему некоторые вещи с годами становятся только красивее и как они стали модными

Рассказываем, как старение вещей из досадной неизбежности превратилось в тренд

Esquire
Анна Плетнева Анна Плетнева

Певица уверяет, что она заколдованная и выигрывает всегда у всех мужчин!

Playboy
Напустил туман Напустил туман

Георгианский особняк в Лондоне и традиционный английский интерьер

AD
10 вопросов к Уиллему Дефо 10 вопросов к Уиллему Дефо

Уиллем Дефо – главный характерный актер Голливуда и культовая фигура

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

Как говорить с детьми о сексуальном абьюзе? Рассказывает психотерапевт

Psychologies
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
Благими намерениями Благими намерениями

Как выразить поддержку и сочувствие — и не сделать еще хуже?

GQ
Роберт Фальк. Случайная встреча Роберт Фальк. Случайная встреча

Таких черных туч над Фальком не сгущалось даже после возвращения из Парижа

Караван историй
Как безумный Майк Хьюз отправился за славой и погиб Как безумный Майк Хьюз отправился за славой и погиб

Пустыня Мохаве что-то шептала в темноте, пока Безумный Майк готовился к полету

Популярная механика
Как будто нам было мало: 10 лучших сериалов и фильмы ужасов 2020-го Как будто нам было мало: 10 лучших сериалов и фильмы ужасов 2020-го

Подборка самых жутких, леденящих кровь фильмов и сериалов 2020 года

Cosmopolitan
«Каждый раз все говорят, что наш бизнес должен умереть»: президент «Азбуки Вкуса» — о пандемии, IPO и фудхакинге «Каждый раз все говорят, что наш бизнес должен умереть»: президент «Азбуки Вкуса» — о пандемии, IPO и фудхакинге

Как ретейл переживает пандемию и почему в кризис растут продажи еды и вина

Forbes
Как живётся в Арктике белым медведям и людям Как живётся в Арктике белым медведям и людям

Каково это — работать на Крайнем Севере, и как ведется изучение белых медведей?

Наука и жизнь
Полутьма египетская Полутьма египетская

«Паранормальные явления» — очень симпатичный арабском хоррор-сериал Netflix

Weekend
Интервью с кинокритиком Гордеем Петриком Интервью с кинокритиком Гордеем Петриком

Интервью с 17-летним кинокритиком Гордеем Петриком

СНОБ
Белые рыцари Amazon: как зарабатывать миллионы на миллиардах Джеффа Безоса Белые рыцари Amazon: как зарабатывать миллионы на миллиардах Джеффа Безоса

Amazon преуспел в развитии предпринимательства больше, чем кто-либо другой

Forbes
«Люкс превратился в один большой магазин дьюти-фри»: лучшие высказывания Тильды Суинтон об одежде, моде и стиле и ее знаковые кинообразы «Люкс превратился в один большой магазин дьюти-фри»: лучшие высказывания Тильды Суинтон об одежде, моде и стиле и ее знаковые кинообразы

Тильда Суинтон о моде и отношениях с одеждой

Esquire
На ошибках учатся На ошибках учатся

Леонид Жуков — об ответственности людей и машин за принятие критических решений

РБК
Брак на всю жизнь: как живет вдова Олега Янковского Брак на всю жизнь: как живет вдова Олега Янковского

Олег Янковский прожил с одной женщиной — Людмилой Зориной — долгие 47 лет

Cosmopolitan
Как проснуться без отеков — 5 незаметных вещей, которые делают лицо одутловатым Как проснуться без отеков — 5 незаметных вещей, которые делают лицо одутловатым

Надоело просыпаться с отеками и ждать до вечера, пока они разойдутся?

Cosmopolitan
«Каменная стена» нового президента: что нужно знать о первой леди США Джилл Байден «Каменная стена» нового президента: что нужно знать о первой леди США Джилл Байден

Джилл Байден давняя сторонница общественных реформ и активизма

Forbes
Фильму «Один дома» — 30 лет. Мы поговорили с продюсерами ленты о том, как создавалась рождественская классика Фильму «Один дома» — 30 лет. Мы поговорили с продюсерами ленты о том, как создавалась рождественская классика

Как фильм «Один дома» изменил судьбы своих создателей и изменил киноиндустрию

Esquire
Она вам к лицу Она вам к лицу

Что такое маскне и почему пандемия — не повод для проблем с кожей

Vogue
Бумажные полотенца и средство для мытья посуды помогли удалить токсичные химикаты с кожи Бумажные полотенца и средство для мытья посуды помогли удалить токсичные химикаты с кожи

Как эффективно удалить токсичные загрязнения с кожи

N+1
«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
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
«Я всё могу сама» «Я всё могу сама»

У актрисы Анастасии Уколовой яркая внешность и заразительный смех

OK!
Как не поссориться на праздниках: 10 советов для всей семьи Как не поссориться на праздниках: 10 советов для всей семьи

Как провести праздничные дни без стресса

Домашний Очаг
Открыть в приложении