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
20 ошибок при самостоятельном окрашивании волос, которых легко избежать 20 ошибок при самостоятельном окрашивании волос, которых легко избежать

Что греха таить: все мы периодически красим (и портим) волосы дома

Cosmopolitan
Русалка шоу-бизнеса Русалка шоу-бизнеса

Модель Евгения Кузьмина, которая снялась в новом фильме Гая Ричи «Джентльмены»

Maxim
Почему Армения и Россия проиграли войну за Карабах Почему Армения и Россия проиграли войну за Карабах

Ереван и Москва являются главными проигравшими в нынешней карабахской войне

СНОБ
5 ключей к разумному оптимизму 5 ключей к разумному оптимизму

Как видеть в жизни хорошее, не вступая в противоречие со здравым смыслом

Psychologies
Когда в России прошла первая выставка кошек? Когда в России прошла первая выставка кошек?

Как и когда прошла первая отечественная выставка кошек

Культура.РФ
Вас предали? Начните снова доверять себе Вас предали? Начните снова доверять себе

Будучи обманутыми близкими, многие отгораживаются от всех и особенно от себя

Psychologies
Группа В: нехватку ликвидировать Группа В: нехватку ликвидировать

Недостаток витаминов группы В опасен для организма. Как с ним бороться?

Здоровье
Система вознаграждения среднего мозга не увидела разницы между голодом и социальной изоляцией Система вознаграждения среднего мозга не увидела разницы между голодом и социальной изоляцией

После голода и социальной изоляции активны одни нейроны в среднем мозге

N+1
Влететь в стену на полном ходу: как венчурные инвестиции могут навредить вашему бизнесу Влететь в стену на полном ходу: как венчурные инвестиции могут навредить вашему бизнесу

Если и запускать стартап, то обязательно на венчурные деньги

Forbes
6 вещей, которые всегда будут мотивировать тебя справляться со всеми делами 6 вещей, которые всегда будут мотивировать тебя справляться со всеми делами

Что делать, когда кажется, что ты ничего не успеваешь

Playboy
«Дружелюбная мышь» оказалась древнейшим социальным млекопитающим «Дружелюбная мышь» оказалась древнейшим социальным млекопитающим

Вид Filikomys primaevus вел социальный образ жизни еще во времена динозавров

N+1
Истребитель, которого никто не боялся Истребитель, которого никто не боялся

История британского истребителя времен Второй мировой войны

Maxim
Первый слой: как правильно выбрать термобелье и как за ним ухаживать Первый слой: как правильно выбрать термобелье и как за ним ухаживать

Термобелье может существенно улучшить вашу жизнь с наступлением холодов

Esquire
От «Сверхъестественного» до «Тьмы»: 7 мистических сериалов От «Сверхъестественного» до «Тьмы»: 7 мистических сериалов

Семь лучших телешоу, которые позволят ненадолго уйти от реальности

РБК
У протеста — женское лицо. Портреты белорусских женщин — в фотопроекте Юлии Шабловской и эссе писателя Евгения Бабушкина о тайной женской силе У протеста — женское лицо. Портреты белорусских женщин — в фотопроекте Юлии Шабловской и эссе писателя Евгения Бабушкина о тайной женской силе

Эссе о тайной женской силы Белоруссии и фотографии протестующих женщин

Esquire
10 композиторов советского кино: от лучшего к самому лучшему 10 композиторов советского кино: от лучшего к самому лучшему

Как прекрасно звучала музыка в советских фильмах

Maxim
Как брат брату Как брат брату

Разговор по душам с Игорем Верником

OK!
История трагической любви настоящих Красавицы и Чудовища История трагической любви настоящих Красавицы и Чудовища

Во Франции жила настоящие Красавица и Чудовища

Cosmopolitan
7 неожиданных фактов о Леонарде Коэне 7 неожиданных фактов о Леонарде Коэне

Леонард Коэн — наверное, единственный канадский поэт, чьи стихи ты можешь напеть

Maxim
Корабль, рожденный в «цифре» Корабль, рожденный в «цифре»

Модель имперского звездного разрушителя из кубиков LEGO весит почти 20 кг

Популярная механика
Дети за новогодним столом Дети за новогодним столом

Как максимально безопасно для детей провести Новый год праздник за общим столом

Здоровье
Отрывок из нового романа Тове Дитлевсен «Юность» — о том, как героиня ищет себя, пока Гитлер собирается развязать Вторую мировую войну Отрывок из нового романа Тове Дитлевсен «Юность» — о том, как героиня ищет себя, пока Гитлер собирается развязать Вторую мировую войну

Первая и вторая главы из романа Тове Дитлевсен «Юность»

Esquire
8 фактов о Мартине Скорсезе 8 фактов о Мартине Скорсезе

Факты, которые заменят тебе просмотр грандиозных фильмов Мартина Скорсезе

Maxim
Современный альфонс: как не попасться на удочку Современный альфонс: как не попасться на удочку

Что делать, чтобы уберечься от альфонса?

Cosmopolitan

Комедия "Кавказская пленница прославила своих героев

Cosmopolitan
Неуправляемый ребенок Неуправляемый ребенок

Что стоит за плохим поведением детей?

Лиза
«Не одинокая, а свободная»: почему женщины после 30 не так активно ищут партнеров? «Не одинокая, а свободная»: почему женщины после 30 не так активно ищут партнеров?

Почему после 30 меняется отношение к поискам партнера

Psychologies
Разделяй и властвуй: зачем государства пытаются ограничить IT-компании Разделяй и властвуй: зачем государства пытаются ограничить IT-компании

IT-компании превратились в конкурентов государств

Forbes
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
Открыть в приложении