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
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
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
Конец всего
Начнем с того, что люди часто впадают в крайности и переживают по поводу окончания всего: конец лета, учебного года, выход на пенсию. Но в космических рамках все это секундные отрывки. Давайте перенесемся вперед и посмотрим, какое будущее ждет Вселенную. Продвигаемся на миллионы или даже триллионы лет вперед. Каким же будет финал и конец для известной нам Вселенной?
Конец человечества – 10000 лет
Современные люди появились на африканских землях 200000 лет назад. Они рассредоточились по всей Земле, но ненадолго. Подавляющее большинство видов давно вымерли. Так что было бы глупо полагать, что мы бессмертны. У любой жизни есть конец, так что человечество не застраховано от забвения. Сколько же нам отведено?
Существует множество природных и техногенных катастроф, способных сокрушить нас. Это может быть огромный астероид или всемирный вирус, глобальное потепление или близкий взрыв сверхновой. Что если нас также ждет массовое вымирание, как и динозавров 65 миллионов лет назад? Или же это может быть Массовое пермское вымирание, случившееся 251 миллионов лет назад, когда исчезло 70% наземных видов и 96% морских представителей.
Тогда за жизнь с нами будет соперничать какая-то разновидность таракана или крыс. Или же нас сменят роботы. Но у каждого вида есть возможность пожить десятки, а то и миллионы лет. Какие у нас шансы?
Точного ответа нет, но мы можем воспользоваться Аргументом Судного Дня, созданным в 1983 году Брэндоном Картером. Автор использовал простые расчеты. Если полагать, что половина людей, которые когда-либо будут жить, уже родились (60 миллиардов), то остальная половина составит ту же цифру. Тогда у нас осталось примерно 9000 лет или же 95% вероятности, что жизнь прекратится к 11000 году.
Есть и другие подсчеты, но все они приводят к похожим цифрам. Это долго, но не хватит времени, чтобы увидеть конец Вселенной.
Конец жизни: 5 миллионов – 5 миллиардов лет
Солнце – источник жизни, дарящий нам тепло и свет, но оно и станет нашей погибелью. Дело в том, что звезда медленно набирает температуру. Об этом можно почитать в книге Питера Уорда и Дональда Браунли «Жизнь и смерть планеты Земля». Авторы как раз описывают процесс выработки солнечной энергии. Через 500 миллионов лет температура на планете станет такой высокой, что большая ее часть превратится в пустыню. У крупных существ не будет шансов и они переберутся на полюса.
Все это повлияет на эволюцию. Вымрут большие животные и приверженцы холода. Вместо них на верхушку цепочки поднимутся насекомые и бактерии. Однажды станет так жарко, что океаны превратятся в кипящие котлы и больше не останется ни одного укрытия. Выживут лишь несколько подземных организмов.
Конец Земли – 7.5 миллиардов лет
Итак, наша жизнь зависит от Солнца, но и у него есть конец. Через 5 миллиардов лет звезда вступит в финальный этап. Она начнет тратить слишком много водорода, пока полностью не разрушится, оставив лишь слабую оболочку вокруг ядра. Оно разрастется, поглотив все внутренние планеты, включая нашу. Пока ведутся споры о том, сгорим ли мы или же расширение Солнца заставит нас отодвинуться. Как бы там ни было, но планета все равно уничтожится.
Прощай, Солнце: 7.5 млрд. – 1 трлн. лет
Становление красным гигантом – лишь начало. Когда закончится водород, Солнце начнет плавить гелий, углерод и кислород. В этот момент сила тяжести настолько слаба, что не позволяет продолжиться процессу слияния. Звезда выбросит внешние слои, сформировав планетарную туманность, и станет белым карликом.
Его масса останется прежней, а вот по размеру напомнит Землю. Солнце будет остывать, пока не достигнет фоновой температуры Вселенной, и станет холодным черным карликом. Интересно, что даже древнейшие белые карлики пока не достигли такого состояния, потому что у Вселенной не было столько времени. Но это пока…
Конец Солнечной системы
Солнца уже не будет, но некоторые планеты Солнечной системы останутся. Возможно, что даже Земле повезет и она присоединится к «выжившим». Среди них будут Юпитер, Сатурн и внешние планеты с поясом Койпера.
Не так давно ученые нашли быстро вращающийся диск металлического материала вокруг белого карлика. Они добавили в модель планеты и поняли, что звездная смерть сильно влияет на систему: заставляет планеты сталкиваться и менять орбиты или даже выходить за пределы системы. Получается, что наша система превратится в белого карлика с диском, наполненным обломками планет.
Конец космологии – 3 триллиона лет
Вселенная – единый организм, где все связано. Наблюдая за звездным светом, вы смотрите в прошлое. Это очень удобно, но возникают проблемы. Темная энергия, ускоряющая расширение Вселенной, заставляет галактики двигаться быстрее. Однажды они пересекут горизонт событий, и превзойдут скорость света. Получается, что мы потеряем их свет навсегда. И такая участь ждет каждую.
Есть и другой момент. Реликтовое изучение, при помощи которого исследователи подтверждают Большой Взрыв, также исчезнет. И не только оно, но и многие химические элементы скроются за следующими звездными поколениями.
Так что, через 3 триллиона лет больше не останется следов Большого Взрыва. Если тогда будет существовать человечество, то они даже не узнают об этом событии и расширении.
Конец Млечного Пути
Галактики сталкиваются, поэтому чтобы заглянуть в будущее, достаточно просто посмотреть в космос. Повсюду видно, что они взаимодействуют. Сначала эти встречи подобны нападению: галактики рвут другу друга и создают огромные зоны звездообразования. Тихие центральные сверхмассивные черные дыры пробуждаются и поглощают окружающий материал.
И у Млечного Пути есть такой назойливый сосед – Андромеда. Через 2 миллиарда лет галактики столкнутся и снова разойдутся. Этот процесс будет повторяться, пока не появится единая галактика (черные дыры также объединятся).
Наше положение внутри изменится. Скорее всего, система отойдет от центра на 100000 световых лет. Так как Солнце еще существует, то и человечество сможет ощутить перемены. На весь процесс уйдет 7 миллиардов лет. Но это не конец. Вокруг ядра все еще продолжат вращаться звезды. Пройдет 10 19 – 10 20 лет и звезды разойдутся в пространстве.
Конец звезд – 100 триллионов лет
В Млечном Пути еще есть достаточно газа и пыли, чтобы формировать новые звезды. Но мы также можем найти и старые галактики, в которых уже нет жизни. Однажды и наше рождение звезд закончится. Последняя звезда превратится в белый карлик, и все постепенно трансформируются в последний этап – черный карлик.
Конец материи – 10 30 лет
В общем, мы располагаем Вселенной без звезд, наполненной лишь холодными черными карликами. Вокруг темнота! Возможный наблюдатель заметит лишь мимолетную вспышку из-за взаимодействия какого-то объекта с черной дырой. А затем снова тишина.
Частички материи и двойные черные карлики сливаются, порождая еще больше черных дыр, которые затем объединяются в гигантских чудовищ. Так что будущей материи суждено существовать взаперти у черных дыр.
Даже если ей повезет не попасться, то ее дни все равно сочтены. Протоны лишены стабильности в длительных промежутках. Любая материя, поглощенная дырой, будет распадаться. Протоны станут излучением, оставив после себя лишь слабую дымку электронов, позитронов и нейтрино. В течение 10 30 лет все протоны уничтожатся.
Конец черных дыр – 10 100
Черные дыры всегда воспринимали как дорогу в один конец: все входит и ничего не выходит. Но Стивен Хокинг изменил представление, сказав, что черные дыры могу испаряться. Это долгий процесс, но они все же выпускают слабое количество излучения обратно.
Постепенно дыра теряет свою массу и просто исчезает. Причем количество излучения растет вместе с потраченной массой. В самом конце она может сгенерировать всплеск рентгеновских и гамма-лучей. Тогда темная Вселенная на короткое время озарится яркой вспышкой.
Конец всего – после 10 100 лет
После «смерти» последней черной дыры останутся лишь фотоны и элементарные частицы. Температура будет чуть выше абсолютного нуля. Темная энергия продолжит разгонять все эти элементы, пока они максимально не удалятся и потеряют связь (больше никогда не объединятся).
Возможно, что за этим снова последует Большой Взрыв. Есть основания полагать, что Вселенная циклична и все начнется заново. Если же нет, то наше будущее – холодная и мертвая Вселенная. В этом нет ничего положительного, зато понимание финала заставляет ценить каждую прожитую секунду.
Источник