По расчетам ученых сколько лет вселенной: Сколько лет Вселенной? Как вычисляется её возраст? |

Содержание

Сколько лет Вселенной? Как вычисляется её возраст?

Первые гипотезы

В античные времена, люди воспринимали космос, как что-то вечное и незыблемое. Только в 150 году до н.э., было определено, что Вселенной почти 2 млрд лет. Уже в 17 веке, ученый Дж. Лайтфут изучил информацию, изложенную в Библии, и заявил, что начало мироздания выпадает на 3929 год до н.э.

Основоположники современной науки Исаак Ньютон и Иоганн Кеплер, изучив данные о космическом пространстве, сделали вывод что ее появление приходиться на 3993-3988 года до н.э.

Определение срока существования Земли

Активно выяснять возраст Вселенной люди начали во второй половине XVIII века. Француз Жорж-Луи Лекрерк оценил период, требуемый для уменьшения температуры планеты со времени её образования до сегодняшнего параметра (до 168 тысяч лет). Его выводы базировались на физических конструкциях, в которых Земля позиционировалась, как раскалённая шарообразная субстанция.

Ирландский инженер Дж. Пери в 1895 г. провёл собственные расчёты, получил цифру 3 млрд лет, годом позже А. Беккерель вывел определение радиоактивности, ещё через 9 лет учёный из Британии Э. Резерфорд разработал способ оценки давности земных пород, используя систему изотопного распада. Суть идеи состояла в том, чтобы выяснить, какой сегмент изотопа успел распасться, применяя значимые периоды полураспада, в результате вычисляя возраст исследуемого образца. Базовые способы радиоизотопного датирования создал радиохимик из США Б. Боллтвуд. Метод позволил выяснить в 20-х годах прошлого столетия, что многие минеральные объекты существуют не менее 2-х млрд. лет.

Способы определения возраста

Возраст Вселенной по современным оценкам равен 13,8 млрд лет. Существует два надежных способа определения временных рамок появления мироздания. Первый метод основан на изучении свечения белых карликов. Объемные и горячие небесные тела — это конечная фаза жизни всех звезд, которые полностью сожгли свое термоядерное вещество. Белый карлик состоит из углерода и водорода, в составе его тонкой атмосферы наблюдается наличие гелия. Центральный участок звезд нагрет до нескольких миллионов Кельвинов. Его остывание происходит очень медленно, так как он светит за счет накопленной энергии. Изучив скопления белых карликов, астрономы пришли к выводу, что им 12-13 млрд лет.

Еще один способ определения возраста Вселенной — по ее расширению. Для этого, ученые собирают такие данные:

Изменение яркости и расстояния между объектами.
Состав космического пространства. Большую часть составляет темная энергия и материя. В том случае, если бы преобладала простая материя, то возраст мироздания составил не более 10 млрд лет.
Тенденция расширения космического пространства.

Собрав всю информацию, ученые экстраполируют ее обратно во времени и в результате получают ту самую цифру в 13,8 млрд лет.

Сканирование космического пространства телескопом «Planck»

Телескоп был запущен в активную работу еще в мае 2009 года для определения максимально точно возможного возраста нашей Вселенной. Функционал телескопа «Planck» был нацелен на длительный сеанс сканирования космического пространства, с целью составить наиболее объективную картину излучения всех возможных звездных объектов, полученных в результате так называемого Большого взрыва.

Телескоп Planck

Длительный процесс сканирования проводился в два этапа. В 2010 году были получены предварительные результаты исследований, а уже в 2013 году подвели окончательный итог исследования космического пространства, который дал ряд весьма любопытных результатов.

Итог исследовательской работы ЕКА

Ученые ЕКА опубликовали интересные материалы, в которых, на основе собранных «оком» телескопа «Planck» данных, удалось уточнить постоянную Хаббла. Оказывается, скорость расширения Вселенной равняется 67,15 километрам в секунду на один парсек. Чтобы было понятнее, один парсек – это космическое расстояние, которое можно преодолеть за 3,2616 наших световых лет. Для большей наглядности и восприятия, можно представить две галактики, которые отталкиваются друг от друга со скоростью около 67 км/с. Цифры по космическим масштабам мизерные, но, тем не менее, это установленный факт.

Благодаря данным, собранным телескопом «Planck», удалось уточнить возраст Вселенной – это 13,798 миллиардов лет.

Изображение полученное на основе данных телескопа Planck

Данная исследовательская работа ЕКА привела к уточнению содержания во Вселенной массовой доли не только «обычной» физической материи, которая равняется 4,9 %, но и темной материи, равной теперь 26,8 %.

Попутно телескоп «Planck» выявил и подтвердил существование в далеком космическом пространстве так называемого холодного пятна, обладающего супер низкой температурой, которому пока нет внятных научных объяснений.

Другие способы оценки возраста Вселенной

Кроме космологических методов, узнать сколько Вселенной лет можно, например, по возрасту химических элементов. В этом поможет явление радиоактивного распада.

Ещё одним из способов является оценка возраста звезд. Оценив яркость старейших звезд — белых карликов, группа ученых в 1996 году получила результат: возраст Вселенной не может быть меньше 11,5 миллиардов лет. Это подтверждает данные о возрасте Вселенной, полученные на основе уточненной постоянной Хаббла.

Белые карлики

На финальной стадии жизни большинство звёзд остывают длительное время. Вычислив основные параметры светила, можно рассчитать его первоначальную температуру, интенсивность остывания. На базе этой информации несложно вычислить возраст белого карлика. Известный телескоп «Хаббл» способствовал совершению множества открытий, включая обнаружение самых холодных звёзд в мире.
Они существовали не менее 11-12 млрд лет. Прибавив к этим параметрам, время на образование светил, получили минимальный возраст Вселенной. Предельный показатель связан с отсутствием менее разогретых светил. Если бы мироздание было старше, учёным удалось бы обнаружить соответствующие объекты.

Старые звёздные образования

В этом направлении отмечают несколько важных моментов:

В Млечном Пути насчитывается свыше 160 шарообразных звёздных скоплений, количество светил в которых составляет сотни тысяч штук.
Подобные звезды сопряжены гравитацией, скорее всего, получены из одного газового облака.
Большая часть таких образований сформировалась в одинаковый временной период.
В зависимости от габаритов и особенностей строения, у каждой звезды сложился собственный эволюционный путь (некоторые так и остались на этапе белого карлика).
Выяснив длительность жизни каждого элемента в скоплении, можно с максимальной точностью выяснить возраст Вселенной.

Телескопическая система «Хаббл» помогла астрономам провести анализ 41 шарообразного объекта Млечного Пути. Это позволило выяснить, что все образования Галактики старше 10 млрд лет, самые древние – более 12,7 млрд. С учётом формирования светил, нижний рубеж Вселенной находится в пределах 13 млрд лет.

Измерения по Хабблу

Вопросом мироздания активно занимался учёный из США Э. Хаббл, в честь которого и назвали космический телескоп. Астроном вывел формулу v = HxD, где:

v – скоростное расширение;
D – дистанция от Вселенной до исследователя;
H – постоянная Хаббла, обратно пропорциональная временным показателям.

Об актуальности последнего параметра, определяющего зависимость между дистанцией до точки и скоростью её удаления, высказал предположение бельгийский астроном Ж. Леметр. Его идея основана на том, что мир создавался из одного условного атома, расширяясь со временем (теория Большого Взрыва).

В 1929 году Хаббл точнее рассчитал указанную величину, это даёт право утверждать, что возраст Вселенной напрямую зависит от упомянутой постоянной. Используя модель Галактики, учёные сделали вывод, что для расчётов необходимо параметр, обратно пропорциональный величине Хаббла, умноженный на 2/3. При этом искомый показатель составит порядка 1,2 млрд лет, который приближен к значению, выведенному индуистами в 150-м году до н.э. Только к концу прошлого столетия получили астрономические расчёты, свидетельствующие о возрасте не менее 13 млрд лет.

Было установлено, что причины ошибочной оценки в ложном представлении о расширении Галактики. Две команды учёных-астрономов смогли в 1999 году доказать, что последние 6 миллиардов лет космическое пространство расширяется ускорено, без замедления (как считалось ранее). Современные расчёты позволили вывести возраст Вселенной 13,8 млрд (с погрешностью до 0,037 лет).

Реликтовое излучение

Летом 2001 года NASA запустила космический аппарат WNAP, ориентированный на изучение микроволнового излучения. По результатам исследований была составлена обновлённая карта распределения реликтовых импульсов, разрешение которой в 35 раз больше, чем у предыдущего аналога. После анализа схемы, кроме насыщенной центральной полосы Млечного Пути, становится заметным распределение микроволн за его границами. Видимые неоднородные тела формируют пятнистую, неравномерную конфигурацию. Тщательное исследование указанной структуры позволяет точно определить период, необходимый для её создания. Показатель составляет 13,7 млрд лет (плюс/минус 0,2 млрд.). Выводы дают возможность точно выяснить возраст Галактики, что способствует пониманию мироздания в целом.

Большой Взрыв

Для выяснения возрастных параметров Вселенной необходимо понимать – она расширяется и остывает, с учётом факта, что в прошлом Галактика была плотнее, горячее. В древнейшие времена Вселенная имела меньший объём, а длины фотоновых частиц – были короче. До нынешнего значения последние элементы растянулись за счёт расширения пространства. Энергию и температуру фотона определяет его длина. Чем дальше возвращаться по времени, тем выше будут показатели, пока не достигнут стадии Большого Взрыва.

В соответствии с законами теории относительности, Вселенная типа нашей, обладает:

однородной плотностью, независимо от масштабов;
идентичными свойствами во всех местах;
одинаковыми характеристиками в любых направлениях;
возникновением большого Взрыва одновременно в каждой точке.

Имеется уникальное взаимодействие между возрастом Галактики и её расширением в период эволюции. Если была бы возможность измерить последний показатель, с учётом величины, на которую Вселенная расширилась до настоящего времени, человечество точно бы знало, из каких компонентов формировалось мироздание.

Исследование шарообразных скоплений из звёзд

Стоит обратиться и к этому методу, рассказывая о том, сколько лет Вселенной, по мнению ученых. Данные скопления находятся в периферийной зоне Млечного Пути. И вращаются они около его ядра. А определение даты их формирования помогает выяснить нижнюю границу возраста нашей Вселенной.

Способ технически сложный. Однако в его сути заложена простейшая идея. Ведь все скопления появляются из одного облака. Так что возникают они, можно сказать, в одно время. А в течение определенного времени выжигают водород в некоторых количествах. Чем всё заканчивается? Появлением белого карлика или образованием нейтронной звезды.

Несколько лет тому назад исследования данного рода провели астронавты, использовавшие камеру ACS космического телескопа, известного как «Хаббл». Так по расчетам ученых, сколько лет Вселенной? Астронавты выяснили ответ, и он соответствует официальным данным. Возраст скоплений, которые они исследовали, составил в среднем 12,8 миллиарда лет. Самому «старшему» оказалось 13,4 млрд.

Точный возраст Вселенной

Несмотря на то, что использование космологической модели позволило нам узнать время, с момента Большого взрыва, ученые не перестают уточнять и корректировать полученные данные.

В мае 2009 года был запущен телескоп “Planck”. Аппарат был разработан для длительной работы в космическом пространстве. С его помощью удалось просканировать излучения всевозможных звездных объектов. Первые результаты астрономы получили в 2010 году, а поставить точку в определении точной цифры существования мироздания удалось в 2013 году.

Ученые выяснили, что скорость расширения границ космоса составляет 67,15 км/с. Это говорит о том, что со времени Большого взрыва прошло 13,798 млрд лет.

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.

Какой возраст Солнечной системы?

Солнечная система появилась 4,568 миллиарда лет. Ученые определили ее возраст, используя радиоактивный распад изотопов, обнаруженных в метеоритах и породах. Изотопы калия и урана формировались одновременно с Солнечной системой, поэтому ее возраст сопоставим с возрастом комет и пород. Однако из-за того, что большинство пород были разрушены с течением времени, возраст Солнечной системы в настоящее время чаще измеряют с помощью метеоритов. Анализ проводится с использованием методов радиоактивного датирования для определения того, сколько из изотопов в метеоритах распалось. Таким образом, самые старые метеориты имеют возраст 4,568 миллиарда лет. Этот показатель может меняться в будущем, так как ученые говорят, что трудно обнаружить остатки метеоритов, которые не были изменены тектоническими плитами Земли.

Происхождение Солнечной системы

Считается, что Солнечная система сформировалась из-за нарушения в облаке газа и пыли сверхновой звезды, которое вызвало взрыв и волны, сжимающие пыль и облака. Затем облако начало разрушаться, в то время как газ и пыль удерживались вместе гравитационной силой, образуя Солнечную туманность. Впоследствии облако начало вращаться настолько быстро, что его центр стал более плотным и горячим. Кроме того, вокруг облака образовался диск пыли и газа. Центр диска был очень горячим, а его края прохладными. Диск становился все тоньше и тоньше, а частицы склеивались и образовывали скопления. Эти скопления формировали планеты и спутники, которые мы знаем сегодня. Со временем облако стало очень жарким и сформировало Солнце, а также появилась Солнечная система.

Будущее Солнечной системы

Поскольку Солнечная система полагается на Солнце в качестве основного источника энергии, ее будущее также связано с ним. Будучи звездой среднего возраста, ожидается, что Солнце будет гореть в течение следующих 5 миллиардов лет. Однако в конце этого периода солнце будет использовать весь водород, расположенный в его ядре. Ядро начнет сжиматься под действием силы тяжести и в результате столкновения атомов гелия и кислорода. Это приведет к выработке большего количества энергии, чем в настоящее время. Затем Солнце увеличится в 100 раз от его нынешнего размера. Оно поглотит Меркурий и Венеру и изменит цвет от желтого до красного. Что касается Земли, если она не будет поглощена Солнцем, то высокие температуры от звезды выжгут атмосферу. Кроме того, все океаны будут кипеть, и Земля больше не сможет поддерживать какую-либо жизнь.

Источники

https://spaceworlds.ru/vselennaya/vozrast-vselennoj.html
https://CosmosPlanet.ru/kosmos/vozrast-vselennoj.html
https://www.techcult.ru/space/2308-skolko-let-vselennoj
https://FB.ru/article/280946/skolko-let-vselennoy-i-kak-vyichislyaetsya-e-vozrast
https://Hi-News. ru/eto-interesno/chto-uchenym-izvestno-o-vozraste-i-rasshirenii-vselennoj.html
https://NatWorld.info/raznoe-o-prirode/skolko-let-nazad-byla-sformirovana-solnechnaja-sistema

[свернуть]

Какой на самом деле возраст Вселенной и как его определили ученые

Чтобы вычислить возраст потребовалась по-настоящему космическая детективная работа.

Как астрономы вычисляют возраст Вселенной?

Чтобы узнать возраст Вселенной, ученые полагаются на два основных метода:

Расчет скорости расширения Вселенной
Определение возраста самых старых звезд

Постоянная Хаббла и закон Хаббла

Скорость расширения Вселенной известна как постоянная Хаббла, которая оценивается в почти 75 тысяч км/час на миллион световых лет. Эту величину рассчитал в 1920-х годах американский астроном Эдвин Хаббл после того, как обнаружил, что несколько галактик удаляются от Земли. Хаббл также заметил, что чем дальше находится галактика, тем быстрее она удаляется.

На основе своих наблюдений, ученый придумал закон Хаббла, который показывает соотношение между расстоянием до объекта и скоростью, с которой он удаляется. Используя закон Хаббла, ученые смогли рассчитать скорость расширения Вселенной.

Затем ученые использовали постоянную Хаббла для оценки возраста Вселенной, работая в обратном направлении, вплоть до Большого взрыва. Эта экстраполяция зависит от текущей плотности и состава Вселенной, которые показывают историю ее расширения.

Фото: wikipedia

Разные оценки возраста Вселенной

В 2012 году космический аппарат NASA под названием WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) использовал эти данные для оценки возраста Вселенной в 13,772 миллиарда лет, плюс-минус 59 миллионов лет.

Через год космический аппарат Европейского космического агентства под названием Planck оценил возраст Вселенной в 13,82 миллиарда лет.

Еще один способ определить возраст Вселенной – это изучить самые старые звезды

Вселенная не может быть моложе своих самых старых звезд, поэтому чтобы узнать возраст Вселенной ученые измеряют возраст самых первых звезд. Жизненный цикл звезды зависит от ее массы. Звезды с большой массой сжигают топливо с большей скоростью и быстрее умирают, а звезды с малой массой могут прожить до 20 миллиардов лет.

В шаровых скоплениях находятся около миллиона звезд, которые сформировались примерно в одно и то же время. Определив массы этих звезд, ученые могут узнать, когда образовалось шаровое скопление. Самые старые шаровые скопления содержат звезды, которые в 0,7 раза менее массивны, чем Солнце, что позволяет предположить, что им от 11 до 18 миллиардов лет.

Шаровое скопление Мессье 80 в созвездии Скорпиона расположено в 28 000 световых годах от Солнца.

Фото: wikipedia

Что было до Большого взрыва?

Ученые могут проследить происхождение Вселенной до ее рождения — Большого взрыва. Но что случилось до этого момента? Вселенная могла быть внутри формы, которая меньше субатомной частицы. Ученые не могут сказать, что послужило причиной возникновения этой материи. Но есть несколько теорий:

Теория, которая предполагает, что наша Вселенная родилась из другой Вселенной
Согласно другой теории, несколько Вселенных родились одна из другой, и это похоже на образование мыльных пузырей
Еще одна теория предполагает, что Вселенная проходит через бесконечный цикл смерти и возрождения

Сколько лет Вселенной в секундах?

Если Вселенная действительно циклична, то время здесь неуместно. Но если все же измерить ее возраст в секундах, то получится примерно 436 117 076 900 000 000 секунд.

Сколько лет Вселенной?

(11,4-13,8 миллиардов лет)

Существуют две конкурирующие оценки возраста Вселенной

Иллюстрация расширения Вселенной.

MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY

По наилучшей оценке ученых, Вселенной около 13,8 миллиардов лет. Но, как и многие другие крупномасштабные свойства Вселенной, мы не совсем уверены в ее возрасте. Есть две конкурирующие оценки, основанные на двух конкурирующих измерениях скорости расширения космоса, что означает, что ему может быть всего 11,4 миллиарда лет.

Самый простой способ определить возраст Вселенной — найти самую старую звезду, а затем вернуться к тому, что мы знаем о формировании звезд. Однако определение точного возраста звезды может быть затруднено — некоторые звезды даже сбили астрономов с толку тем, что кажутся старше самой Вселенной.

Таким образом, вместо того, чтобы определять возраст Вселенной по возрасту находящихся в ней объектов, мы используем расширение самого космоса, возвращая этот рост к Большому взрыву, когда вся существующая материя и энергия вырвались наружу из мизерный момент. Проблема в том, что расширение Вселенной непостоянно; глядя на движение удаленных объектов, мы можем сказать, что со временем это расширение ускорилось.

Пройдите наш онлайн-курс по космологии под руководством экспертов, раскрывающий самые большие тайны Вселенной

Чтобы понять, сколько лет Вселенной, мы должны вычислить скорость этого ускорения, которое представлено числом называется постоянной Хаббла. Вот тут-то и возникает проблема. Есть два способа измерить постоянную Хаббла.

Используют космический микроволновый фон (CMB), реликт самого первого света, засиявшего после Большого взрыва, в качестве своего рода космического детского изображения. Мы можем взять этот свет и использовать наши модели эволюции Вселенной, чтобы рассчитать, как она должна выглядеть сейчас, что дает одно измерение постоянной Хаббла.

Другой метод, называемый локальным измерением, более прост. Он использует наблюдения относительно близких галактик и сверхновых, чтобы измерить скорость расширения Вселенной и то, как она меняется между этими объектами. Но эти два измерения, детская фотография и недавнее, расходятся во мнениях относительно того, насколько быстро ускоряется расширение Вселенной.

Если измерения реликтового излучения верны, Вселенной около 13,8 миллиардов лет. Если местные измерения соответствуют этому, ему может быть около 11,4 миллиарда лет. Космологи всего мира пытаются решить эту проблему, но пока решения не видно — по иронии судьбы, только время покажет, сколько лет космосу на самом деле.

Только для подписчиков New Scientist

Существует ли древняя черная дыра на краю Солнечной системы?
Почему Большой взрыв, возможно, не был началом Вселенной
Вселенная расширяется слишком быстро, и это может переписать космологию

Вечный вопрос: сколько лет Вселенной?

За миллисекунды Google может предоставить факт, который долгое время ускользал от внимания многих самых глубоких мыслителей человечества: Вселенной почти 14 миллиардов лет — 13,8 миллиарда лет, если быть точным. И многие космологи продолжают все больше доверять этому числу. В конце декабря 2020 года группа исследователей, работающих на Атакамском космологическом телескопе (ACT) в Чили, опубликовала свою новейшую оценку — 13,77 миллиарда лет плюс-минус несколько десятков миллионов лет. Их ответ совпадает с ответом миссии Planck, европейского спутника, который проводил аналогичные наблюдения в период с 2009 г.и 2013.

Точные наблюдения ACT и Planck были сделаны после того, как люди более тысячи лет наблюдали за небом и размышляли, откуда все это могло взяться. Каким-то образом приматы с продолжительностью жизни менее века получили представление о событиях, которые произошли за эоны до того, как их планета — и даже атомы, которые образовали ее планету, — существовали. Вот краткий отчет о том, как человечество пришло к выводу, сколько лет Вселенной.

Древность: начало творения

В каждой культуре есть миф о творении. Вавилоняне, например, верили, что небеса и земля высечены из туши убитого бога. Но лишь немногие системы верований указывали, когда началось существование (одним исключением является индуизм, который учит, что Вселенная обновляется каждые 4,3 миллиарда лет, что не так далеко от фактического возраста Земли).

Идея, которая прижилась, по крайней мере, на западе, исходила от греческих философов, и на самом деле это был своего рода научный шаг назад. В четвертом и третьем веках до нашей эры Платон, Аристотель и другие философы полностью придерживались мнения, что планеты и звезды заключены в вечно вращающихся небесных сферах. В следующем тысячелетии или около того мало кто ожидал, что у Вселенной вообще будет возраст.

16:00 — 19:00: конец бесконечности

Астроном Иоганн Кеплер в 1610 году осознал, что одной из основных трещин в популярной греческой космологии все это время было то, что наблюдатели за звездами смотрели прямо в глаза. Если в вечной вселенной находится бесконечное количество звезд, как многие считали, почему все эти звезды не наполняют вселенную ослепляющим светом? Темное ночное небо, рассуждал он, предполагает конечный космос, где звезды в конце концов угасают.

Столкновение между ночным небом и бесконечной Вселенной стало известно как парадокс Ольбера, названный в честь Генриха Ольбера, астронома, который популяризировал его в 1826 году. Ранняя версия современного решения пришла, конечно же, от поэта Эдгара Аллана По. . Мы переживаем ночь, размышлял он в своей поэме в прозе «Эврика» в 1848 году, потому что вселенная не вечна. Начало было, и с тех пор не прошло достаточно времени, чтобы звезды полностью осветили небо.

1900-е годы: в поле зрения появляются современная и ранняя вселенные

Но разрешение парадокса Ольбера потребовалось время, чтобы вникнуть в суть. Когда собственная теория гравитации Эйнштейна подсказала ему, что Вселенная, вероятно, со временем росла или сжималась в 1917 году, он добавил выдумку фактор в его уравнениях — космологическая постоянная — чтобы заставить вселенную оставаться неподвижной (позволяя ей существовать вечно).

[См.: Одно из предсказаний Эйнштейна о черных дырах наконец-то подтвердилось]

Между тем, более крупные телескопы позволили астрономам увидеть более четкие изображения других галактик, что вызвало ожесточенные споры о том, смотрят ли они на далекие галактики. «островные вселенные» или близлежащие звездные скопления внутри Млечного Пути. Острые глаза Эдвина Хаббла разрешили этот спор в конце XIX века.20-х годов, впервые измерив межгалактические расстояния. Он обнаружил, что галактики не только огромные и далекие объекты, но и разлетаются друг от друга.

Вселенная расширялась, и Хаббл зафиксировал скорость ее расширения на уровне 500 километров в секунду на мегапарсек — константа, которая теперь носит его имя. С расширением Вселенной у астрономов появился новый мощный инструмент, чтобы оглянуться назад во времени и определить, когда космос начал расти. Работа Хаббла в 1929 году показала, что Вселенная расширяется таким образом, что ей должно быть примерно 2 миллиарда лет.

«Скорость расширения говорит вам, как быстро вы можете перематывать историю Вселенной, как старую кассету VHS», — говорит Дэниел Сколник, космолог из Университета Дьюка. «Если темп перемотки быстрее, значит, фильм короче».

Но измерение расстояний до далеких галактик — дело грязное. Более чистый метод появился в 1965 году, когда исследователи обнаружили слабое потрескивание микроволн, исходящих со всех направлений в космосе. Космологи уже предсказали, что такой сигнал должен существовать, поскольку свет, излученный всего через сотни тысяч лет после рождения Вселенной, растянулся бы из-за расширения пространства на более длинные микроволны. Измеряя характеристики этого космического микроволнового фона (CMB), астрономы могли бы сделать своего рода снимок молодой Вселенной, сделав вывод о ее раннем размере и содержании. Реликтовое излучение служило неопровержимым доказательством того, что космос имел начало.

«Самое главное, что было достигнуто благодаря окончательному открытию реликтового излучения в 1965 году, — это заставить всех нас серьезно отнестись к идее существования ранней Вселенной», — писал лауреат Нобелевской премии Стивен Вайнберг в своей книге 1977 года The First. Три минуты.

1990 г. по настоящее время: Уточнение расчетов

Реликтовое излучение позволило космологам получить представление о том, насколько большой была Вселенная в ранний момент времени, что помогло им рассчитать ее размер и расширение сегодня. Сколник сравнивает этот процесс с обнаружением руки ребенка длиной в один фут на детской фотографии, а затем с оценкой роста и скорости роста соответствующего подростка. Этот метод дал исследователям новый способ измерения текущей скорости расширения Вселенной. Оказалось, что он почти в десять раз медленнее, чем хаббловские 500 километров в секунду на мегапарсек, отодвигая момент космического генезиса еще дальше во времени. В 1990-х годов, оценки возраста колебались от 7 до 20 миллиардов лет.

Кропотливые усилия нескольких команд пытались уточнить наилучшую космологическую оценку скорости расширения Вселенной. Наблюдения за галактиками с помощью космического телескопа Хаббла в 1993 году показали, что текущая постоянная Хаббла составляет 71 километр в секунду на мегапарсек, что сузило возраст Вселенной до 9–14 миллиардов лет.

[См. также: Звездные телескопы для ваших любящих космос детей]

Затем, в 2003 году, космический аппарат WMAP записал карту реликтового излучения с прекрасными деталями. С помощью этих данных космологи рассчитали возраст Вселенной от 13,5 до 13,9 лет.миллиард лет. Примерно десять лет спустя спутник Planck измерил реликтовое излучение еще более подробно, получив постоянную Хаббла 67,66 и возраст 13,8 миллиарда лет. Новые независимые измерения реликтового излучения от ACT получили в основном те же цифры, что еще больше укрепило уверенность космологов в том, что они знают, что делают.

«Теперь мы нашли ответ, в котором Планк и ACT согласны», — сказала в пресс-релизе Симона Айола, космолог из Института Флэтайрон и член коллаборации ACT. «Это говорит о том, что эти сложные измерения надежны».

Далее: космологический конфликт

Но по мере того, как измерения ранней и современной вселенных становились более точными, они начали расходиться. В то время как исследования, основанные на изображении младенца реликтового излучения, предполагают, что постоянная Хаббла составляет высокие 60 километров в секунду на мегапарсек, измерения расстояний до сегодняшних галактик (которые Сколник сравнивает с космическим «селфи») дают более высокие скорости расширения в диапазоне от низких до средних 70-х.