Какой возраст нашей Вселенной по современным оценкам?
В XX в. физики совершили грандиозное открытие. Оказывается, Вселенная не существует вечно, а возникла когда-то в результате Большого Взрыва. Сколько же лет нашей Вселенная?
Ученые утверждают, что ей около 13,8 млрд лет. Если быть более точным, ее возраст составляет 13,799 ± 0,021 млрд лет. Вычислить это значение астрономы смогли с помощью математической модели, описывающей расширение Вселенной. Очевидно, что если Вселенная расширяется, то в прошлом она, наоборот, была меньше, чем сейчас. Можно посчитать, сколько лет назад ее размер был не больше точки. Для такого расчета надо знать постоянную Хаббла – константа, которая показывает скорость расширения Вселенной. В итоге довольно сложные вычисления и приводят нас к цифре 13,8 млрд лет.
Эта оценка подтверждается и экспериментально. Сегодня астрономы умеют оценивать возраст удаленных от нас звезд. Обычно звезды сгруппированы в скопления примерно одного возраста. Наблюдения показывают, что старейшие звезды имеют возраст, равный примерно 13,2 млрд лет. Это значит, что они сформировались уже через 500 млн лет после Большого Взрыва. Надо отметить, что ещё несколько десятилетий назад возраст некоторых звезд оценивался в 14 и даже 16 млрд лет, что опровергает оценку возраста Вселенной в 13,8 млрд лет. Однако использование более совершенных методов определения звездного возраста приводит его в допустимые рамки.
Также оценить возраст Вселенной можно, просто измеряя расстояние до известных нам космических объектов. Самый удаленный от нас объект – это галактика GN-z11. Свет от нее до Земли шел в течение 13,4 млрд лет. Значит, возраст Вселенной должен быть несколько больше. Ещё дальше находится так называемая поверхность последнего рассеяния реликтового излучения, до которого как раз примерно 13,8 млрд лет.
Реликтовое излучение возникло уже через 380 тыс. лет после Большого Взрыва, когда только начали образовываться первые атомы водорода и гелия. Исследование этого излучения позволяет лучше понять процессы, проходившие на начальных этапах жизни Вселенной.
В итоге и ряд теоретических моделей, и практические наблюдения подтверждают, что нашей Вселенной примерно 13,8 млрд лет, хотя в будущем с развитием науки и технологий эта цифра может измениться.
Список использованных источников
Источник
Сколько просуществует Вселенная
Содержание статьи
- Сколько просуществует Вселенная
- Что есть вселенная
- Сколько всего планет известно науке
Прошлое и будущее Вселенной
Вселенная, если верить современным космологическим теориям, возникла без малого 14 млрд лет назад после Большого взрыва. Принято считать, что до момента этого масштабного события, положившего начало времени и пространству, мир существовал в особом состоянии, детали которого ученые восстановить пока не могут. Основной материал для изучения первых периодов жизни Вселенной – так называемое реликтовое излучение, которое можно считать «слепком» взрыва материи.
Происхождение Вселенной остается одной из загадок, над которой работают представители естествознания. Но еще сложнее составить прогноз развития материального мира на отдаленную перспективу. Исследователи выдвигают разные гипотезы о будущем Вселенной, при этом в каждой модели существуют свои предельные сроки ее существования.
И все же большинство ученых склоняются к тому, что Вселенная вполне может просуществовать еще не менее 28-30 млрд лет. Есть и те, кто отодвигает эту границу значительно дальше в будущее. Предельные сроки существования мира при этом определяются той физической концепцией, в рамках которой проводятся прогнозы, а также представлениями об этапах развития материальных объектов.
Модели будущего развития Вселенной
При составлении моделей будущего развития Вселенной исследователи используют так называемые «закрытые» и «открытые» модели развития. Приверженцы «закрытой» концепции убеждены, что в отдаленном будущем нынешнее расширение космического пространства неизбежно сменится фазой сжатия. Предполагается, что этот процесс развернется во Вселенной уже через 20-25 млрд лет. В рамках данной концепции мир представляет собой замкнутую систему, в которой происходит чередование циклов расширения и сжатия.
По-иному выглядит развитие Вселенной в космологических моделях, построенных по «открытому» типу. Предполагается, что через миллиарды лет звезды, разбросанные по пространству космоса, постепенно начнут остывать, что впоследствии приведет к неминуемой тепловой смерти Вселенной. Планеты сойдут со своих орбит, а звезды станут покидать галактики, превращаясь в «черных карликов». В центральных районах галактик будут возникать «черные дыры».
К чему в итоге приведет развитие материи, не могут пока предсказать приверженцы ни одной из двух основных космологических моделей. Вполне возможно, что Вселенная перейдет в совершенно иное состояние, при котором коренным образом изменятся физические константы. Не исключено, что через десятки миллиардов лет привычные атрибуты материи, пространство и время, также претерпят изменения.
Источник
Сколько лет Вселенной? Отвечает новое исследование
В настоящее время принято считать, что возраст Вселенной составляет около 13,8 млрд лет, но точнее определить эти цифры не так-то просто. Необходимо выполнить несколько ключевых расчетов и сравнить их друг с другом. Из-за разных подходов к этим расчетам результат тоже может различаться, что вызывает сомнение в его точности.
Дата Большого взрыва, породившего Вселенную, ранее рассчитывалась математическим методом при помощи компьютерного моделирования с использованием оценки расстояния до самых старых звезд, поведения галактик и скорости расширения Вселенной.
Поскольку Вселенная расширяется с большой скоростью, то чем дальше объект находится, тем быстрее он удаляется от нас. Расстояние до объекта со скоростью его удаления связывает постоянная Хаббла — именно этот коэффициент и использовали в качестве ключевого фактора в новом исследовании для определения точного возраста Вселенной. Постоянная Хаббла названа так в честь Эдвина Хаббла, тезки космического телескопа Хаббла, который впервые рассчитал скорость расширения Вселенной в 1929 году.
Идея нового исследования, проведенного учеными из Университета Орегона, состояла в том, чтобы вычислить, сколько времени потребуется всем объектам, чтобы вернуться в начало. Для этого нужно определить, насколько быстро объекты удаляются от нас — тогда можно вычислить момент логического начала этого процесса, Большого взрыва.
Новое исследование утверждает, что Вселенная моложе почти на миллиард лет, а прежние расчеты были неточными
Исследователи из Университета Орегона нанесли на карту расстояния до десятков других галактик. Они использовали новый подход, перекалибровав инструмент для измерения расстояний, известный как барионное соотношение Талли-Фишера, которое не зависит от постоянной Хаббла. Они взяли расстояния до 50 галактик, частично определенные с помощью космического телескопа «Спитцер», и использовали их для оценки расстояний до 95 других галактик.
По словам авторов исследования, такой подход лучше учитывает кривые массы и вращения галактик, чем данные, которые ранее использовались для уравнений, определяющих начало Большого Взрыва. Таким образом ученые смогли более точно вычислить постоянную Хаббла и, соответственно, возраст Вселенной.
В результате астрономы установили постоянную Хаббла, равную 75,1 (км/с)/Мпк. Это означает, что галактика, удаленная от Земли на один мегапарсек (примерно 3,3 млн световых лет), удаляется от нас со скоростью 75,1 км каждую секунду.
На основе новых данных исследователи подсчитали, что возраст Вселенной составляет всего 12,6 млрд лет, что намного меньше общепринятой цифры 13,8 млрд лет. И новый результат существенно выходит за пределы приемлемой для прежних вычислений погрешности. Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.
Что интересно, при этом исследования, основанные на измерении реликтового излучения, в результате определяют, что Вселенной все-таки около 13,8 млрд лет, а постоянная Хаббла равно примерно 67 км/с/Мпк. Но исследование команды из Орегона говорит, что все значения постоянной Хаббла ниже 70 могут быть исключены с 95-процентной вероятностью.
Источник
Что ученым известно о возрасте и расширении Вселенной?
Данные, полученные с помощью нового космологического телескопа Атакама в Чили еще больше разжигают и без того горячую дискуссию в астрономическом сообществе о возрасте и скорости расширения Вселенной. Эта тема является предметом активного обсуждения среди исследователей, применяющих различные астрономические инструменты и методы. Так, с помощью нового космологического телескопа ученые изучали «самый старый свет в наблюдаемой Вселенной» и пришли к выводу, что Большой Взрыв произошел 13,77 миллиардов лет назад, плюс-минус 40 миллионов лет. Но почему они так решили?
Перед вами Млечный Путь, вращающийся над тасманийским озером, в неподвижных водах которого отражались сияющие звезды. Измерение малых вариаций поляризационных свойств реликтового излучения (красный и синий цвета на снимке) показывают возраст Вселенной. На изображении охвачен участок неба в 50 раз превышающий ширину Луны
Сколько лет нашей Вселенной?
Чем глубже мы заглядываем в космический океан, тем быстрее галактики удаляются от нас. Выдающийся американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил это в 1929 году и с тех самых пор исследователи скрупулезно пытаются облачить эту скорость в цифры – постоянную Хаббла. На сегодняшний день существует два ведущих подхода определения возраста Вселенной. Один из них сопоставляет расстояние до локальных переменных (цефеид) и взрывающихся (сверхновых) звезд, другой – предлагает посмотреть на состояние космоса вскоре после Большого Взрыва и использовать понимание законов физики ранней Вселенной чтобы предсказать постоянную Хаббла.
Еще больше новостей о последних открытиях в области астрономии и астрофизики читайте на нашем канале в Google News
Макс Планк, немецкий физик-теоретик, основоположник квантовой физики, также придерживался второго подхода. Он изучал реликтовое излучение (космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение) – первый свет, который пронесся через пространство, после того, как Вселенная достаточно остыла и в ней начали образовываться нейтральные атомы водорода – что составляет около 380 000 лет жизни космоса.
Свет омывает Землю почти равномерным свечением на микроволновых частотах, а его температурный профиль составляет всего 2,7 градуса выше абсолютного нуля – подробнее о том, что это такое читайте в нашем материале. Но в этом сигнале можно обнаружить мельчайшие отклонения, а также то, как свет становится искривленным или поляризованным когда приближается к нам. Одна из крупиц полученный информации и является значением постоянной Хаббла.
6-метровый телескоп Атакама в Чили исследует реликтовое излучение
Работа, участие в которой приняли астрономы из разных стран мира, опубликована на сервере препринтов arXiv (там публикуются работы, не до конца прошедшие экспертную оценку). Согласно полученным результатам, постоянная Хаббла равняется 67,6 километрам в секунду на мегапарсек – мегапарсек это 3,26 миллионов световых лет.
Расширение Вселенной увеличивается на 67,6 км в секунду на каждые 3,26 миллионов световых лет. Примечательно, что число, полученное с применением планковского метода, равняется 67,5. Но разве подобные подходы не должны давать похожие результаты? Как пишет BBC News, эксперименты были достаточно разными, но в чем именно?
Хотите всегда быть в курсе последних открытий из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram
Расширение Вселенной
Вычисления Планка как бы «происходят» в космосе, но мы с вами находимся на Земле, а значит, наблюдаем меньшие угловые масштабы и наши вычисления просто не могут быть одинаковыми. Со временем, из-за неопределенности в измерениях, разрыв между двумя методами стал непреодолимым. При этом нельзя исключать того, что оба метода в чем-то ошибочны, или, возможно, существует какая-то новая физика, которую ни одна из сторон не поняла.
Каждый раз, когда мы смотрим на звезды – мы видим прошлое
Возможно, существуют небольшие смещения в наборах данных, полученных вследствие изучения реликтового излучения или взрывов сверхновых звезд (или и того и другого), которые не учитываются полностью. Но по мере того, как инструменты и методы наблюдения становятся лучше, понять, нам все труднее понять что происходит на самом деле. Альтернатива заключается в том, что во Вселенной есть нечто фундаментальное, чего мы не понимаем.
Профессор Изобель Хук из Ланкастерского университета, Великобритания.
Существует несколько теорий, которые пытаются объяснить это несоответствие – согласно одной из них, дополнительное раннее расширение во Вселенной делает реликтовое излучение «мерилом» других физических величин. Но и с этими теориями есть проблемы. Авторы исследования признают, что не знают, на чьей находятся стороне, но спор очень увлекательный.
Источник
Космологи выяснили, как долго проживет наша Вселенная
МОСКВА, 5 апр – РИА Новости. Наша Вселенная будет существовать не бесконечно – она внезапно окончит свою жизнь примерно через 10 в 139 степени лет в результате нового Большого Взрыва, который будет порожден «частицей бога», бозоном Хиггса, говорится в статье, опубликованной в Physical Review D.
Конец вечности
До начала 1990 годов ученые считали, что Вселенная является вечной и неизменной структурой, чьи границы бесконечно расширяются с фиксированной скоростью, заданной во время Большого Взрыва. Открытие темной энергии – загадочной субстанции с отрицательной энергетической плотностью, заставляющей мироздание расширяться все быстрее и быстрее, указало на конечность существования Вселенной.
Как предполагают космологи сегодня, ее жизнь закончится или «Большим Разрывом», своеобразным антиподом Большого Взрыва, или сжатием Вселенной и новым взрывом, в зависимости от свойств темной энергии, природу которой еще предстоит прояснить.
Шварц и его коллеги считают, что главной угрозой для существования будет выступать не темная энергия, пронизывающая все мироздание, а ее более «приземленный» и уже открытый кузен – поле и бозон Хиггса.
По теории Хиггса, Вселенную пронизывает особое поле, с которым взаимодействуют все существующие элементарные частицы: чем сильнее они сцепляются с полем, тем выше будет их масса. Если это поле существует, то должны существовать и бозоны Хиггса — особые частицы, отвечающие за его взаимодействие с протонами, электронами и другими частицами видимой и темной материи.
Одним из возможных следствий существования этого поля является то, что мы живем не в настоящем, а в так называемом «ложном вакууме». Это означает, что самое низкое энергетическое состояние, в котором могут находиться частицы в нашем мире, которое физики называют «вакуумом», на самом деле не является абсолютным «нулем», или минимумом на языке математики.
Лопнувший пузырь вакуума
Как недавно выяснили теоретики, «абсолютный вакуум» может возникнуть внутри некоторых черных дыр, если масса бозона Хиггса изменится даже на небольшое значение, или в тех случаях, если они обладают достаточно малыми размерами.
Подобное изменение, как показывают расчеты Шварц и его коллег, произойдет в очень далеком будущем, примерно через десять миллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов лет (10 в 139 степени лет).
Появление «пузырей» истинного энергетического минимума внутри черной дыры, как объясняют физики, станет катастрофическим событием для Вселенной. Так как такой вакуум более «выгоден» с энергетической точки зрения, его «пузырь» быстро заполнит все мироздание, высвобождая энергию, запасенную в «ложном вакууме». В результате этого она буквальным образом «закипит», взорвется и прекратит свое существование. Так как граница этого пузыря движется со скоростью света, то мы не почувствуем и не увидим конца мироздания.
Как отмечает Шварц, масса бозона Хиггса и топ-кварка, самой тяжелой элементарной частицы, пока были измерены не очень точно, что не позволяет вычислить точную «дату смерти» Вселенной. При самом неблагоприятном исходе событий, ее жизнь может завершиться намного раньше, примерно через 10 в 58 степени лет, или же намного позже, через 10 в 241 степени лет.
Что интересно, нашей Вселенной очень повезло в этом отношении. Если бы массы этих частиц были больше или меньше их текущих значений на очень малые величины, примерно 7-10 ГэВ, то тогда бы она или не существовала в принципе, или бы прожила меньше триллионной доли секунды.
Источник