Возраст Вселенной составляет 13,7 миллиарда лет. Эту цифру исследователи определили с помощью наблюдений, которые они неоднократно проводят, в сочетании с предположением, что нынешние законы физики действовали и в прошлом Вселенной.
Профессор физики в Университетском колледже Лондона Джонатан Марк Баттерворт рассказал о нескольких ключевых подсказках, которые помогают определить возраст Вселенной, передает Science Focus.
Первая заключается в том, что все галактики вокруг нас удаляются — это значит, что Вселенная расширяется и в прошлом она была меньше.
Если бы скорость расширения была постоянной, это дало бы нам точку во времени, когда размер Вселенной был равен нулю, что можно было бы назвать его началом — Большим взрывом, но все оказалось несколько сложнее. Скорость расширения на самом деле увеличивается. И это говорит нам о том, что Вселенная не всегда выглядела так, как сейчас. Она динамична.
Второй важный фактор называют реликтовым излучением (или космическим сверхвысокочастотным фоновым излучением). Это фоновый шум, оставшийся после Большого взрыва. Когда вся материя вжалась в крошечное пространство, плотность энергии была очень высокой.
Ранняя Вселенная представляла собой горячую плазму, которая включала электроны, барионы и фотоны. Фотоны постоянно контактировали с остальными частицами плазмы, сталкиваясь с ними и обмениваясь энергией.
По мере расширения Вселенной, космологическое красное смещение привело к остыванию плазмы, и на определенном этапе замедлившиеся электроны получили возможность соединяться с замедлившимися протонами (ядрами водорода) и альфа-частицами (ядрами гелия), формируя атомы.
Тогда свободного пространства между частицами стало больше, а заряженных частиц — меньше, фотоны уже не так часто рассеивались и теперь свободно витали в пространстве, практически не взаимодействуя с веществом. Реликтовое излучение и составляют те фотоны, которые были в то время излучены плазмой в сторону будущего расположения Земли.
Они не только подтверждают теорию Большого взрыва, но и дают ученым возможность вычислить возраст Вселенной, поскольку им доподлинно известно, как ведут себя электроны и фотоны.
То есть, зная, что Большой взрыв таки был, эксперты могут определить, сколько времени понадобилось для создания различных объектов во Вселенной.
Легкие элементы (водород, гелий и немного лития) были созданы в результате самого Большого взрыва, а тяжелые элементы — в результате термоядерного синтеза.
Звездам необходимо время для того, чтобы сформироваться, а также взорваться сверхновыми, распространяя углерод, кремний и железо во Вселенной. А уже дальше из этих элементов формируются новые звезды, планеты и жизни.