вік Всесвіту
- перші припущення
- Визначення віку Землі
- Тепло білих карликів
- Старі зоряні скупчення
- Хаббловском час
- мікрохвильове випромінювання
Вік Всесвіту за сучасними оцінками складає 13,7 ± 0,2 млрд років. Цим поняттям називають часовий відрізок від моменту початку розширення Всесвіту і до сьогоднішнього дня. Визначити дане значення можна великим безліччю способів, які ми розглянемо далі.
перші припущення
Представляючи Землю центром світу, вчені старовини заздалегідь ставили себе в глухий кут
Питанням про вік світобудови філософи задавалися ще в античність. Греки і вавилоняни стверджували про вічність світу, індуїсти же в 150-му році до н.е. визначили точну цифру - 1 млрд. 972 млн. 949 тис. 091 рік, і серед своїх сучасників виявилися ближче всіх до істини. У XVII столітті англійський теолог Джон Лайтфут глибоко проаналізувавши біблійні тексти, заявив, що створення світу випало на 3929 рік до н.е.
Однак, відомі вчені того часу, а саме німецький астроном Йоганн Кеплер і англійський фізик Ісаак Ньютон, спираючись не тільки на Біблію, а й на астрономічні спостереження, все ж недалеко пішли від теологів і представили 3993 і 3988 роки до н.е.
Визначення віку Землі
Принцип радіоізотопного датування за вуглецем. Так визначають вік викопних останків живих істот на Землі.
З середини XVIII століття люди почали цілеспрямовано вивчати вік Землі. Згідно з відомими фізичним моделям вчений із Франції Жорж-Луї Леклерк де Бюффон оцінив час, який треба було б для зниження температури Землі з моменту її утворення до тієї, яку має вона сьогодні (від 75 до 168 тис. Років). Як стверджує фізична модель Землі, спочатку вона представлялася розпеченим кулею. У 1895-му році інженер з Ірландії - Джон Перрі перерахував цю цифру і отримав 2-3 млрд років. У 1896-му році Антуан Беккерель відкрив радіоактивність, а через 9 років британський фізик Ернест Резерфорд запропонував метод оцінки віку земних порід за допомогою радіоактивного розпаду.
Ідея полягала в тому, щоб визначити, яка частина радіоактивного ізотопу встигла розпастися, використовуючи відомі періоди напіврозпаду, обчислити вік зразка. Основи радіоізотопного датування розробив американський радіохімік Бертрам Болтвуд. За допомогою даного методу в 1920-х роках було виявлено, що вік деяких мінералів близько 2-х мільярдів років! Очевидно, вік Землі не може перевищувати вік самого світобудови, тому це відкриття спонукало вчених знайти дієвий метод підрахунку віку Всесвіту.
Сьогодні вважається, що з моменту зародження Землі як планети пройшло 4,54 ± 0,05 мільярди років.
Тепло білих карликів
Як нам відомо, білі карлики , Кінцевий етап життя більшості зірок, дуже довго остигають. Визначивши основні характеристики такої зірки, можна розрахувати її початкову температуру, а також швидкість, з якою вона остигає. На основі цих даних вже відносно просто вираховується вік розглянутого білого карлика. Що зробив безліч значних відкриттів, телескоп «Хаббл» в 2002-му і 2007-му роках виявив найхолодніших білих карликів. Вік цих світил виявився 11,5-12 млрд років. Якщо додати до цих значень від півмільярда до мільярда років (вік зірок, що утворили цих білих карликів), то вийде мінімальне значення віку Всесвіту.
Білий карлик в поданні художника
Максимальний можливий вік визначається відсутністю менш розігрітих білих карликів і становить 15 млрд років. Бо якби світобудову було старше, то вченим вдалося б виявити хоча б кілька настільки древніх об'єктів.
Старі зоряні скупчення
Чумацький Шлях налічує понад 160-ти так званих кулястих зоряних скупчень , Число зірок в яких може коливатися від тисяч до мільйонів. При цьому всі ці світила, пов'язані гравітаційної силою, і найімовірніше утворилися з одного газового хмари. Звідси випливає, що більшість зірок таких скупчень зародилася практично в один час. В силу своєї будови і розмірів кожна зірка пішла своїм еволюційним шляхом, а деякі вже знаходяться на стадії того ж білого карлика. Вираховуючи вік кожної астрономічної одиниці розглянутого скупчення, можна з великою точністю визначити вік самого кулястого скупчення.
За допомогою того ж телескопа «Хаббл» астрономи змогли проаналізувати вік 41 кулястого зоряного скупчення Чумацького Шляху. В результаті було виявлено, що всі скупчення нашої галактики не молодший 10 млрд років, а найбільш старе (M4) має вік 12,7 ± 07 мільярдів років. Тому, з огляду на деякий час до формування зірок, нижньою межею віку Всесвіту стало число 13 млрд років.
Найстаріше зоряне скупчення Чумацького шляху - Мессьє 4 (M4)
Хаббловском час
Але питанням про вік світобудови займався не тільки телескоп, названий на честь вченого, а й сам вчений, американський астроном Едвін Хаббл. Йому вдалося вивести свою відому формулу v = H * D, де v - швидкість розширення Всесвіту, D - відстань від спостерігається галактики до спостерігача, а H - постійна Хаббла, яка обернено пропорційна часу. Про існування постійної Хаббла, як величини, що визначає залежність між відстанню до об'єкта і швидкістю його видалення, вперше припустив священик астроном з Бельгії - Жорж Леметр. Згідно з його ідеєю, світ стався з одного, умовно кажучи, атома, а після - став розширюватися. Пізніше, ця теорія жартівливо була названа «Великим Вибухом» , Але в подальшому цей термін міцно закріпився в космології.
Е.П. Хаббл зі знімком галактики Андромеда в руках
Через деякий час, в 1929 році Е. Хаббл отримав більш точне значення згаданої постійної. Очевидно, що вік Всесвіту безпосередньо залежить від постійної Хаббла. Спочатку, використовуючи наявну модель Всесвіту, вчені розрахували, що величину, обернено пропорційну постійної Хаббла потрібно помножити на 2/3. Однак в такому випадку шукана величина становить близько 1,2 млрд років, число, близьке до того, що запропонували індуїсти ще в 150-му році до н.е. Втім, до кінця XX-го століття вже були отримані астрономічні дані, які говорили про вік 13-15 млрд років.
Як з'ясувалося, причиною неправильної оцінки стали невірні уявлення про розширення Всесвіту. Тільки в 1999-му році дві групи астрономів змогли довести, що останні 5-6 млрд років розширення космічного простору прискорюється, а не сповільнюється, як вважалося раніше. За сучасними підрахунками цим методом вчені вивели значення 13,798 ± 0,037 років.
мікрохвильове випромінювання
30 червня 2001 року NASA запустила в космос апарат під назвою Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WNAP), завдання якого вивчати реліктове випромінювання . За допомогою результатів його спостережень була побудована нова карта (з дозволом в 35 разів більше, ніж попередня) розподілу реліктового, мікрохвильового випромінювання. Аналізуючи цю карту, крім насиченої смуги в центрі, випромінюваної Чумацьким Шляхом, можна помітити розподіл реліктового випромінювання за його межами. Явно видимі неоднорідності формують плямисту структуру, причому нерівномірну. Докладне вивчення цієї структури дає можливість точно оцінити час, який знадобився для її освіти, внаслідок Великого Вибуху. Воно становить 13,7 ± 0,2 млрд років.
За допомогою описаних вище методів, вчені змогли досить точно визначити вік Всесвіту, що несе першорядне значення для космології, а також для розуміючи нашого всесвіту в цілому.
comments powered by HyperComments
Сподобалася запис? Розкажи про неї друзям!
Переглядів запису: 6826