Космические интервалы времени

Рассмотрим методы оценки возраста звезд, галактик, Вселен­ной. Возраст Солнца и других звезд можно определить с по­мощью энергетического подхода. Подсчитав запас энергии в звезде и измерив скорость, с которой она расходует энергию, оценивают длительность ее существования. Если определить, какую часть своего запаса энергии звезда уже израсходовала, то можно сказать и сколько времени она уже существует, и сколько ей осталось существовать.

Энергия Солнца и многих других звезд - результат ядерных реакций синтеза гелия из водорода. Следовательно, для того чтобы определить возраст Солнца и звезд, нужно измерить от­носительное содержание водорода и гелия.

запасов водородного «горючего» в Солнце хватит не менее чем на 10 млрд лет.

Солнце является рядовой звездой нашей Галактики, которая медленно вращается вокруг собственного центра. Угловая ско­рость вращения Галактики убывает от ее центра к периферии так, что период обращения в районе Солнца составляет, по раз­ным оценкам, 215 - 275 млн лет. Этот период обычно называют галактическим годом.

Возраст Галактики следует определять по самым старым звездам из входящих в нее. В 1961 г., исследуя ряд наиболее старых звезд, американский астроном Х.К. Арп для старейшего рассеянного скопления получил воз­раст 16 • 10⁹ лет, а возраст одного из старейших шаровых скоп­лений оказался равным даже 20 • 10⁹ лет. По оценкам англий­ского астрофизика Ф. Хойла и др., возраст некоторых близких к Солнцу звезд составляет (10—15)10⁹ лет. В настоящее время возраст Галактики удалось определить и другими методами.

Для оценки возраста Вселенной есть несколько подходов, на­пример использующий определение возраста тяжелых элементов (элементов тяжелее свинца - тория, урана и

Возраст Вселенной от 7 млрд до 15 млрд лет, а наиболее вероятное его значение -около 10 млрд лет.

Другой метод оценки возраста Вселенной связан с обнару­жением эффекта «разбегания» галактик, который мы рассмат­ривали в § 5.3. Все небесные тела имеют собственные движе­ния, причем все они движутся в направлении «от нас» и, чем дальше от Земли они находятся, тем больше их скорость. Из факта «разбегания» галактик не следует, что Солнечная систе­ма занимает особое положение. Если на воздушный шарик на­нести метки, а затем его раздувать, то расстояние между каж­дой меткой и всеми остальными будет увеличиваться, и это справедливо для любой метки. Аналогично: видимое с Земли «разбегание» галактик следует интерпретировать как общее расширение Вселенной.

законом Хаббла, позво­ляет сделать вывод, что некогда Вселенная имела очень малый объем и соответственно сверхвысокую плотность, а также определить промежуток времени, который отделяет нас от этого со­стояния Вселенной. Расчеты дают возраст Вселенной 18 млрд лет. Под действием гравитационных сил темп расширения по­степенно уменьшается, поэтому можно уточнить возраст Все­ленной - около 9-10 млрд лет.

Оценкам возраста Вселенной помогло еще одно открытие. Во второй половине XX в. было обнаружено реликтовое излу­чение, имеющее температуру около 3 К (примерно —270 °С) и идущее к нам с разных сторон приблизительно с одинаковой интенсивностью. Связано это с тем, что на определенном этапе существования сверхплотной горячей Вселенной - при ее рас­ширении — произошел «отрыв» электромагнитного излучения от ее горячего ядра и началось «путешествие» этого излучения по расширяющейся Вселенной. Согласно расчетам, для того чтобы температура реликтового излучения снизилась от на­чальной до наблюдаемой ныне и соответствующей 2,7 К, должно было пройти около 10 млрд лет.

В последние годы был разработан еще один метод опреде­ления возраста Вселенной, основанный на изучении шаровых звездных скоплений. Предполагается, что все звезды некото­рого шарового скопления находятся приблизительно на одина­ковом расстоянии, образовались из одного и того же материала и примерно в одно и то же время. Методом спектрального ана­лиза определяется расстояние, находятся светимость и масса звезд скопления. Это дает возможность определить, на каком этапе своего развития находится большинство звезд шарового скопления, следовательно, найти его средний возраст. И. Ибен и Р. Руд показали, что возраст шаровых скоплений составляет 13±3 млрд лет. Если они образовались в течение 1 млрд лет после начала развития Вселенной, то от этого события нас от­деляет около 14 млрд лет.