Сколько вселенной лет по расчетам ученых: Ученые выяснили, что Вселенная может быть на два миллиарда лет моложе — Naked Science

Ученые предположили, сколько осталось жить человечеству

Новини Світу

15
Вер 2016

Человечеству, возможно, осталось жить не более 700 лет — крайне малый срок в масштабах истории существования человека, которая насчитывает около 3 млн лет.

Это следует из доклада канадской компании BCA Research, специализирующейся на инвестиционных исследованиях.

В обзоре под названием «Риск Судного дня» (есть у РБК) главный стратег BCA Research Питер Березин, бывший экономист Goldman Sachs, задается нетривиальным для инвестиционного анализа вопросом: может ли наступить конец света и какова вероятность тотальной гибели человеческой цивилизации. Хотя такое гипотетическое событие, как считается, относится к так называемым «хвостовым рискам» (tail risk), подразумевающим чрезвычайно малую вероятность, недооценивать ее все же нельзя. «Самое неутешительное, что наш анализ предполагает высокую вероятность исчезновения людей на горизонте нескольких столетий, а возможно, и намного раньше», — говорится в обзоре.

Признавая, что вычисление таких вероятностей — это лишь игра ума, Березин, тем не менее, оценивает в 50% вероятность гибели человечества к 2290 году и в 95%, что это произойдет к 2710 году.

Возникновение разумной жизни на Земле само по себе являлось редчайшим событием — в противном случае люди могли бы рассчитывать на обнаружение хоть каких-нибудь следов себе подобных среди 400 млрд галактик наблюдаемой Вселенной. Однако до сих пор нет никаких признаков существования внеземных цивилизаций, рассуждает Березин. Американский ученый Роберт Хэнсон в 1996 году объяснил это с помощью концепции «Великого фильтра», которая в том числе подразумевает высокую вероятность самоуничтожения человечества на стадии продвинутого технологического развития. «У нас уже есть технологии, которые позволяют уничтожить Землю, но мы еще не разработали технологию, которая позволит выжить в случае катастрофы», — пишет BCA Research.

Березин приводит пример: в 2012 году ученые Висконсинского университета в Мэдисоне в США показали, что можно сравнительно легко вывести новый штамм гриппа, более опасный, чем «испанка», выкосившая 50 млн человек по всему миру в 1918 году. И это не говоря уже об угрозе ядерной войны, удара астероида, пандемии, возникновения недоброжелательного искусственного интеллекта, вышедших из-под контроля изменений климата.

Березин напоминает и про другую известную катастрофическую гипотезу — «теорему о конце света» (Doomsday argument) астрофизика Брендона Картера. Картер рассуждал так: если люди сегодняшнего дня находятся в случайном месте всей человеческой хронологии, велики шансы, что мы живем где-то посередине этой хронологической шкалы. Экономист BCA Research заимствует эту идею и исходит из того, что к настоящему времени на Земле жило, по грубым оценкам, 100 млрд человек. Если цивилизации действительно суждено погибнуть, это произойдет после того, как на планете родится еще 100 млрд людей.

Если человечество сможет заселять другие планеты или создавать гигантские орбитальные корабли, вероятность исчезновения земной жизни из-за какого-либо катаклизма резко уменьшится, утверждает Березин, но на данный момент вероятность конца света намного выше, чем она была в далеком прошлом или будет в будущем. По его оценке, цивилизация, судя по всему, приблизилась к поворотной точке — третьей за всю его историю, преодолев которую человечество сможет стремительно повысить уровень IQ благодаря генетическим технологиям. Развивающийся интеллект, в свою очередь, будет обеспечивать появление все более разумных людей. Однако с возрастающими возможностями возрастают и риски конца, утверждает экономист, ссылаясь на теорему о конце света.

«Теорема о конце света» не утверждает, что человечество не может или не будет существовать вечно. Она также не устанавливает ни верхней границы числа людей, которые когда-либо будут существовать, ни даты вымирания человечества. По одним расчетам (канадский философ Джон Лесли), есть 95% вероятности того, что человечество погибнет в течение 9120 лет. Но Питер Березин предполагает, что конец света может наступить гораздо раньше. В своем анализе он исходит из того, что суммарный коэффициент рождаемости в мире стабилизируется на уровне 3,0 (сейчас составляет около 2,4), и приходит к оценкам, что с вероятностью 50–95% гибель человечества настанет до 3000 года.

По рассуждениям Березина, если допустить, что человечество в обозримой перспективе ждет гибель, накопление средств перестает быть таким уж привлекательным. Более низкий уровень сбережений, в свою очередь, подразумевает более высокую процентную ставку и, следовательно, более дешевые облигации, рассуждает экономист.

Другая гипотеза, которую Березин анализирует на предмет влияния на выбор инвестиционной стратегии, — концепция «параллельных вселенных», в каждой из которых действуют одни и те же законы природы и которым свойственны одни и те же мировые постоянные, но которые находятся в различных состояниях. Сторонники этой идеи, среди которых есть такие известные физики, как Стивен Хокинг, Брайан Грин и Митио Каку, допускают, что мы живем в мультивселенной, которая состоит из множества «вселенных-пузырей».

Если инвестор верит в мультивселенную, он может быть более предрасположен к ставкам, которые могут принести крупный выигрыш с очень малой вероятностью, и при этом сильнее избегать очень малых рисков крупных потерь, рассуждает Березин. Дело в том, что при выборе инвестиции человек, возможно, будет учитывать то, что даже если он сам не заработает на ней много денег, его утешит мысль, что это удастся одному из его «двойников» в далекой галактике или другом квантовом состоянии.

Поэтому, если допустить, что существуют миллиарды параллельных вселенных, где живут миллиарды «версий» каждого человека, то для инвесторов предпочтительнее более рискованные активы (такие как акции) вместо менее рискованных (облигации), резюмирует экономист BCA Research.

Эту Вселенную может расчленить «Большой разрыв»

Наука

2528

Поделиться

Темная энергия — загадочная субстанция, заставляющая границы Вселенной расширяться с ускорением, может стать причиной «Большого разрыва» и уничтожения видимой материи через 16 миллиардов лет, заявляют китайские астрофизики.

«Если конец света существует, то сколько до него осталось? По нашим расчетам, он произойдет примерно через 103 миллиарда лет в лучшем случае, и через 16,7 миллиардов — в худшем. В это время Вселенная прекратит свое существование в ходе «Большого разрыва», — говорят исследователи.

Группа астрономов под руководством Синя Чжана из Пекинского университета просчитала последствия дальнейшего расширения Вселенной под действием темной энергии.

Темная энергия до сих пор является во многом загадочной субстанцией космического пространства, однако именно она, по мнению ученых, ответственна за все ускоряющееся расширение границ Вселенной. Без более глубокого понимания природы и свойств темной энергии ученые не могут прогнозировать сценарии дальнейшего развития Вселенной.

Как заявляют Чжан и его коллеги, судьба Вселенной зависит от ключевого свойства темной энергии — того, как меняется ее энергия при увеличении или уменьшении ее плотности. Это отношение задается в космологией параметром w. В случае, если этот параметр будет равен или меньше -1, то Вселенная будет расширяться бесконечно. Постепенное ослабление гравитации приведет к уничтожению галактик, звездных систем, планет и в конечном итоге — атомов и элементарных частиц.

Ученые построили свою модель дальнейшего развития Вселенной в случае w = -1, и просчитали возможные сценарии гибели всего, что состоит из видимой материи. Для этого ученые использовали данные, собранные зондом WMAP, результаты проекта по изучению сверхновых SNLS3, а также другие астрофизические сведения, касающиеся темной энергии и темной материи.

Чжан и его коллеги промоделировали поведение темной материи для этого параметра и ближайших к нему значений и пришли к выводу, что при значениях w, равных или чуть меньших -1, сценарий «Большого разрыва» вполне возможен. По их расчетам, уничтожение Вселенной произойдет через 103 миллиарда лет при наиболее благоприятных параметрах моделирования, и через 16,7 — при наиболее неудобных.

Примерно за 33 миллиона лет до «Большого разрыва» распадутся все галактики, в том числе и наш Млечный Путь. Солнечная система прекратит свое существование за два месяца до уничтожения Вселенной, а Земля потеряет Луну за пять дней до часа «Х». Затем настанет черед Земли — наша планета взорвется за 16 минут до конца всего сущего, а за 30 аттосекунд (10 в минус 17 степени) до «Большого разрыва» перестанут существовать атомы.

Астрофизики подчеркивают, что данный сценарий остается предметом моделирования и спекуляций — в реальности значение параметра w может оказаться совершенно другим. Тем не менее, такие исследования позволяют проверить на прочность современные космологические модели и помогут уточнить экспериментальное значение w в будущем, заключают ученые.

Подписаться

Авторы:

Источник:
РИА Новости

Что еще почитать

Что почитать:Ещё материалы

В регионах

  • Зерновая сделка приостанавливается из-за теракта в Севастополе

    52046

    Крым

    Фото: Pixabay.com

  • «У девочки началась истерика»: что творилось в момент обстрела автобуса в Пскове

    Фото

    38721

    Псков

    Светлана Пикалёва

  • Уже 15 погибших: число жертв в развлекательном центре «Полигон» продолжает расти

    Фото

    21014

    Кострома

  • Минобоpоны РФ: Севастополь атаковали 9 летательных и 7 морских дронов

    19183

    Крым

    фото: crimea. mk.ru

  • Виновником пожара в костромском «Полигоне» оказался военнослужащий из Екатеринбурга?

    15967

    Кострома

  • Глава Ярославской области рассказал ярославцам, что делать с полученными повестками

    12498

    Ярославль

В регионах:Ещё материалы

Вот как астрономы знают возраст Вселенной (и вы тоже можете)

Николь Рейджер Фуллер / Национальный научный фонд

Концептуально может показаться, что это самая простая из существующих идей определения возраста Вселенной. Как только вы выясните, что Вселенная расширяется, все, что вам нужно сделать, это измерить скорость расширения сегодня и использовать законы физики, чтобы определить, как скорость расширения должна была измениться с течением времени. Вместо того, чтобы экстраполировать вперед, чтобы определить судьбу Вселенной, вы выполняете расчеты в обратном направлении и возвращаетесь назад до тех пор, пока не достигнете условий самого горячего Большого взрыва.

Этот очевидный метод не только работает, но и остается лучшим способом расчета возраста Вселенной даже сегодня. Тем не менее, очень легко ошибиться, так как вы можете сделать множество упрощающих предположений, которые дадут вам простой ответ, который не обязательно будет правильным, включая ошибки, которые даже нобелевские лауреаты сделали ранее в этом году. Вот как вы тоже можете определить возраст Вселенной.

НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех

Первое, с чего нужно начать, — это сама расширяющаяся Вселенная и один параметр, который мы пытались измерить дольше, чем любой другой: постоянная Хаббла. В самых больших масштабах галактики, которые мы находим во Вселенной, подчиняются очень простому соотношению между двумя наблюдаемыми величинами: расстоянием и красным смещением: чем дальше от нас находится объект, тем больше будет его измеренное красное смещение.

Примечательно, что закон, который их связывает, предельно прост: скорость удаления, которую можно вывести из красного смещения галактики, равна расстоянию до этой галактики, умноженному на постоянную Хаббла. Еще более примечательно то, что эта константа имеет одинаковое значение почти для каждой галактики, которую мы измеряем, особенно для галактик в пределах нескольких миллиардов световых лет от нас. Несмотря на то, что каждой галактике присущи дополнительные космические движения, вызванные гравитационными эффектами, этот закон остается верным, когда вы усредняете все галактики, которые можете найти.

Роберт Киршнер, PNAS, 101, 1, 8-13 (2004)

Итак, чем мы измеряем постоянную Хаббла? Это зависит от того, как вы его измеряете, поскольку:

  • Если вы измерите его, используя сигналы, которые были отпечатаны на самых ранних стадиях Большого Взрыва, вы получите значение постоянной Хаббла 67 км/с/Мпк с погрешностью 1-2%. ,
  • , но если вы измерите его, измерив отдельные источники света, которые не появятся, пока Вселенной не исполнится миллиарды лет, вы получите значение постоянной Хаббла 73 км/с/Мпк с погрешностью всего 2-3 %.

Почему эти два значения не совпадают — и почему они дают такие разные, взаимно несовместимые ответы — это одна из главных загадок современной космологии.

Л. Верде, Т. Треу и А. Г. Рисс (2019 г.), arXiv:1907.10625

Однако самые проницательные из вас заметят кое-что о самой постоянной Хаббла: она выражается в единицах скорости (км/с) на единицу расстояния (Мпк, где 1 мегапарсек равен примерно 3,26 миллиона световых лет). Если вы посмотрите на галактику, находящуюся на расстоянии 100 Мпк, вы ожидаете, что она будет удаляться в десять раз быстрее, чем галактика, удаленная всего на 10 Мпк, но только в 10 раз быстрее, чем галактика, удаленная на 1000 Мпк. Это простая сила отношения красного смещения к расстоянию.

Но есть и другой способ манипулировать постоянной Хаббла: признать, что скорость (расстояние за время) на единицу расстояния (расстояния) (деленная на) равна единицам обратного времени. Чему может соответствовать физический смысл этого «обратного времени»? Возможно, вы могли бы разумно представить, что это могло бы соответствовать возрасту Вселенной.

НАСА и ЕКА

В одном мегапарсеке примерно 3,1 × 10 19 километров, а это означает, что если вы превратите постоянную Хаббла в обратное время, вы обнаружите несколько интересных вещей.

  • «Время», которому соответствует значение 67 км/с/Мпк, эквивалентно 14,6 миллиардам лет.
  • «Время», которому соответствует значение 73 км/с/Мпк, эквивалентно 13,4 миллиардам лет.

Оба они почти равны принятому возрасту Вселенной, но не совсем. Кроме того, они оба почти равны друг другу, но отличаются примерно на ту же величину, что и две оценки постоянной Хаббла: примерно на 9%.

Однако вы не можете просто изменить возраст Вселенной, изменив постоянную Хаббла, и этому есть тонкая, но важная причина.

Perimeter Institute / Harley Thronson

Сегодняшнее значение постоянной Хаббла не является просто обратным значением возраста Вселенной, даже несмотря на то, что единицы работают, чтобы дать вам меру времени. Вместо этого скорость расширения, которую вы измеряете — сегодняшняя постоянная Хаббла — должна уравновешивать общую сумму всех форм энергии, которые вносят вклад в состав Вселенной, включая:

  • обычную материю,
  • темная материя,
  • нейтрино,
  • излучение,
  • тёмная энергия,
  • пространственная кривизна,
  • и все, что вы можете приготовить.

Уравнение, управляющее расширяющейся Вселенной (показано выше), может быть точно решено в некоторых простых случаях.

E. Siegel

Если ваша Вселенная состоит исключительно из излучения, вы обнаружите, что постоянная Хаббла, умноженная на возраст Вселенной с момента Большого взрыва, точно равна ½. Если ваша Вселенная состоит исключительно из материи (нормальной и/или темной), вы обнаружите, что постоянная Хаббла, умноженная на возраст Вселенной, точно равна ⅔. И если ваша Вселенная полностью состоит из темной энергии, вы обнаружите, что точного ответа нет; значение постоянной Хаббла, умноженное на возраст Вселенной, всегда продолжает увеличиваться (в сторону бесконечности) с течением времени.

Это означает, что если мы хотим точно рассчитать возраст Вселенной, мы можем это сделать, но одной постоянной Хаббла недостаточно. Кроме того, нам также необходимо знать, из чего состоит Вселенная. Две воображаемые Вселенные с одинаковой скоростью расширения сегодня, но состоящие из разных форм энергии, будут иметь разную историю расширения и, следовательно, разный возраст.

Сол Перлмуттер из Беркли

Итак, чтобы выяснить, сколько лет Вселенной на самом деле с момента начала горячего Большого взрыва, все, что нам нужно сделать, это определить скорость расширения Вселенной и то, из чего она состоит. . Существует множество методов, которые мы можем использовать для этого определения, но есть одна жизненно важная вещь, которую мы должны помнить: многие из имеющихся у нас способов измерения одного параметра (например, скорости расширения) зависят от наших предположений о том, что представляет собой Вселенная. делается из.

Другими словами, мы не можем предположить, что Вселенная состоит из определенного количества материи, определенного количества излучения и определенного количества темной энергии таким образом, который не зависит от самой скорости расширения. Возможно, самый убедительный способ проиллюстрировать это — взглянуть на оставшееся после Большого Взрыва свечение: космический микроволновый фон.

ЕКА и коллаборация Planck

Это карта колебаний космического микроволнового фона. В целом, каждое направление во Вселенной показывает ту же среднюю температуру, что и любое другое направление: примерно 2,725 К. Когда вы вычитаете это среднее значение, вы получаете закономерность, которую вы видите выше: колебания или отклонения от средней температуры.

Там, где вы видите темно-синие или темно-красные пятна, это регионы с наибольшими колебаниями температуры: примерно на 200 микрокельвинов холоднее (для синего) или горячее (для красного) среднего значения. Эти флуктуации проявляют определенные закономерности в своей величине в различных угловых масштабах, причем флуктуации увеличиваются по величине до определенного углового масштаба примерно в 1 градус, а затем уменьшаются и увеличиваются колебательным образом. Эти колебания сообщают нам важную статистику о Вселенной.

Мельхиорри, А. и Гриффитс, Л.М., 2001, NewAR, 45, 321

Наиболее важно понимать, что существует множество возможных комбинаций значений, которые подходят для любого конкретного графика. Например, учитывая наблюдаемые нами флуктуации, мы можем иметь Вселенную с:

  • 4% нормальной материи, 21% темной материи, 75% темной энергии и постоянной Хаббла 72,
  • 5 % нормальной материи, 30 % темной материи, 65 % темной энергии и постоянная Хаббла 65,
  • или 8 % нормальной материи, 47 % темной материи, 49 % темной энергии, кривизна -4 % и постоянная Хаббла 51,9. 0032

Здесь вы заметите закономерность: у вас может быть большая постоянная Хаббла, если у вас меньше материи и больше темной энергии, или меньшая постоянная Хаббла, если у вас больше материи и меньше темной энергии. Что примечательно в этих комбинациях, так это то, что все они приводят к почти одинаковому возрасту Вселенной с момента Большого взрыва.

Planck Collaboration (карты и графики), E. Siegel (аннотации)

Причина, по которой мы можем утверждать, что Вселенной 13,8 миллиардов лет с такой невероятной точностью, обусловлена ​​полным набором данных, которыми мы располагаем. Вселенная, которая расширяется быстрее, должна иметь меньше материи и больше темной энергии, и ее постоянная Хаббла, умноженная на возраст Вселенной, будет иметь большее значение. Более медленно расширяющаяся Вселенная требует больше материи и меньше темной энергии, и ее постоянная Хаббла, умноженная на возраст Вселенной, получает меньшее значение.

Однако, чтобы соответствовать тому, что мы наблюдаем, Вселенная не может быть моложе 13,6 миллиарда лет и не старше 14,0 миллиарда лет с достоверностью более 95%. Есть много свойств Вселенной, которые действительно вызывают сомнения, но ее возраст не входит в их число. Просто убедитесь, что вы принимаете во внимание состав Вселенной, иначе вы получите наивный — и неверный — ответ.

Новое исследование самого старого источника света подтверждает возраст Вселенной — ScienceDaily

Сколько лет Вселенной? Астрофизики обсуждали этот вопрос на протяжении десятилетий. В последние годы новые научные измерения показали, что Вселенная может быть на сотни миллионов лет моложе, чем ее ранее оцененный возраст примерно в 13,8 миллиардов лет.

Теперь новое исследование, опубликованное в серии статей международной группой астрофизиков, в том числе Нилимой Сегал, доктором философии из Университета Стоуни-Брук, предполагает, что Вселенной около 13,8 миллиардов лет. Используя наблюдения космологического телескопа Атакама (ACT) в Чили, их результаты совпадают с измерениями спутниковых данных Planck того же древнего света.

Исследовательская группа ACT представляет собой международное сотрудничество ученых из 41 учреждения в семи странах. Команда Stony Brook из отдела физики и астрономии Колледжа искусств и наук под руководством профессора Сегала играет важную роль в анализе космического микроволнового фона (CMB) — послесвечения Большого взрыва.

«Работой под руководством Стоуни-Брук мы восстанавливаем «детское фото» Вселенной до его первоначального состояния, устраняя износ времени и пространства, исказивший изображение», — объясняет профессор Сегал, соавтор исследования. документы. «Только увидев это более четкое детское фото или изображение Вселенной, мы можем более полно понять, как родилась наша Вселенная».

Получение наилучшего изображения зарождающейся Вселенной, объясняет профессор Сегал, помогает ученым лучше понять происхождение Вселенной, как мы попали туда, где мы находимся на Земле, галактики, куда мы идем, как Вселенная может закончиться и когда это окончание может произойти.

Команда ACT оценивает возраст Вселенной, измеряя ее самый старый свет. Другие научные группы проводят измерения галактик, чтобы оценить возраст Вселенной.

ads

Новая оценка ACT возраста Вселенной совпадает с оценкой, предоставленной стандартной моделью Вселенной и измерениями того же света, сделанными спутником Planck. Это вносит новый виток в продолжающиеся дебаты в астрофизическом сообществе, говорит Симона Айола, первый автор одной из новых статей о результатах, опубликованных на arXiv.org.

«Теперь мы нашли ответ, в котором Planck и ACT согласны», — говорит Айола, научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрона в Нью-Йорке. «Это говорит о том, что эти сложные измерения надежны».

В 2019 году исследовательская группа, измерившая движение галактик, подсчитала, что Вселенная на сотни миллионов лет моложе, чем предсказывала команда Планка. Это несоответствие предполагало, что может потребоваться новая модель Вселенной, и вызвало опасения, что один из наборов измерений может быть неправильным.

Возраст Вселенной также показывает, насколько быстро расширяется космос, число, определяемое постоянной Хаббла. Измерения ACT предполагают, что постоянная Хаббла составляет 67,6 километров в секунду на мегапарсек. Это означает, что объект в 1 мегапарсеке (около 3,26 миллиона световых лет) от Земли удаляется от нас со скоростью 67,6 километра в секунду из-за расширения Вселенной. Этот результат почти точно согласуется с предыдущей оценкой в ​​67,4 километра в секунду на мегапарсек, сделанной командой спутников Planck, но он медленнее, чем 74 километра в секунду на мегапарсек, выведенные из измерений галактик.

«У меня не было особых предпочтений к какому-то конкретному значению — так или иначе это должно было быть интересно», — говорит Стив Чой из Корнельского университета, первый автор другой статьи, размещенной на arXiv.