Сколько лет вселенной 2016

Мы не знаем точного возраста Вселенной, но считаем, что он составляет около 13 миллиардов лет — плюс-минус несколько миллиардов. Астрономы оценивают возраст Вселенной двумя способами: (а) ища самые старые звезды; и (б) путем измерения скорости расширения Вселенной и экстраполяции обратно к Большому взрыву.

Стар как звезды

Один из способов, которым астрономы оценивают возраст Вселенной, изучая шаровые скопления. Шаровые скопления представляют собой плотное скопление примерно миллиона звезд.Поскольку все звезды шарового скопления образовались примерно в одно и то же время, они могут служить космическими часами. Этот способ оценки возраста Вселенной основан на нашем понимании жизненных циклов звезд. Жизнь звезды зависит от ее массы. Звезды с большой массой намного ярче, чем звезды с малой массой; они быстро сжигают свой запас водородного топлива. У такой звезды, как Солнце, в ядре достаточно топлива, чтобы гореть с текущей яркостью примерно 9 миллиардов лет. Звезда, которая в два раза массивнее Солнца, сожжет свое топливо всего за 800 миллионов лет. Звезда с массой в 10 солнечных, звезда, которая в 10 раз массивнее Солнца, горит почти в тысячу раз ярче и имеет запас топлива только на 20 миллионов лет. И наоборот, звезда, масса которой составляет половину массы Солнца, горит достаточно медленно, чтобы ее топлива хватило более чем на 20 миллиардов лет. Таким образом, если шаровому скоплению более 10 миллионов лет, то все его звезды, горящие водородом, будут менее массивными, чем 10 масс Солнца. Это означает, что ни одна отдельная звезда, сжигающая водород, не будет более чем в 1000 раз ярче Солнца. Если шаровому скоплению более 2 миллиардов лет, то не будет горящих водородом звезд массивнее 2 масс Солнца.

Самые старые шаровые скопления содержат только звезды с массой менее 0,7 массы Солнца. Эти маломассивные звезды намного тусклее нашего Солнца. Это наблюдение предполагает, что самым старым шаровым скоплениям от 11 до 18 миллиардов лет. Неопределенность в этой оценке связана с трудностью определения точного расстояния до шарового скопления и нашим незнанием некоторых деталей эволюции звезд.

Это началось с взрыва. Большой взрыв

Альтернативный подход к оценке возраста Вселенной заключается в измерении «постоянной Хаббла».Постоянная Хаббла (H0) является мерой текущей скорости расширения Вселенной. Космологи используют это измерение, чтобы экстраполировать обратно к Большому Взрыву, взрыву, который произошел в начале известной Вселенной. Эта экстраполяция зависит от текущей плотности Вселенной и от состава Вселенной.

Если Вселенная «плоская» и состоит в основном из обычного вещества, то возраст Вселенной равен 2/(3 H0). Если во Вселенной очень низкая плотность материи, то ее экстраполированный возраст больше, 1/H0. Если изменить общую теорию относительности, включив в нее космологическую постоянную, предполагаемый возраст может быть еще больше.

Многие астрономы усердно работают над измерением постоянной Хаббла, используя множество различных методов. Иногда они называют свою работу попыткой определить «кривизну» или «форму» Вселенной. Как видно на рисунке ниже, эта «форма» говорит нам о возрасте Вселенной.

Недавние определения значения постоянной Хаббла приводят к постоянно сужающемуся диапазону значений. Международная группа ученых во главе с доктором Венди Фридман из обсерватории Карнеги в Пасадене, штат Калифорния, использовала космический телескоп Хаббла для изучения нескольких видов удаленных объектов. Ее команда определила значение постоянной Хаббла, равное 73, что соответствует возрасту Вселенной от 9 до 11,5 миллиардов лет. Вторая группа ученых во главе с доктором Алланом Сэндиджем, также из Карнеги, также используя HST, посмотрела на далекие взрывающиеся звезды и определила значение H0 около 58 — или вселенную возрастом от 11,5 до 14,5 миллиардов лет.

Вы не можете быть старше своей матери

Если мы сравним различные определения возраста, возникает потенциальная проблема. Если астрономы, которые считают, что 1/H0 составляет всего 10 миллиардов лет, правы, то возраст Вселенной будет меньше, чем возраст самых старых звезд.Это противоречие означает, что либо теория Большого взрыва неверна, либо нам нужно изменить общую теорию относительности, либо нам нужно изменить наши представления об эволюции звезд. Большинство астрономов считают, что этот кризис пройдет, как только наши измерения улучшатся. Хотя цифры все еще очень неопределенны, различные наборы данных начинают сходиться к возрасту Вселенной примерно от 12 до 13 миллиардов лет.

ОБНОВИТЬ! Измерения, сделанные космическим кораблем НАСА WMAP, показали, что Вселенной 13,7 миллиарда лет, плюс-минус около 130 000 лет. Они смогли сделать это, проведя подробные наблюдения за флуктуациями космического микроволнового фона и используя эту информацию в общей теории относительности Эйнштейна, чтобы «перевести часы назад к времени, равному нулю».

Авторы StarChild: Команда StarChild
Графика и музыка StarChild: благодарность
Руководитель проекта StarChild: доктор Лаура А. Уитлок
Куратор: Дж. Д. Майерс
Ответственный представитель НАСА: Фил Ньюман