1. Scroll
  2. /
  3. Technologia
  4. /
  5. Jaki jest wiek wszechświata? Jak go obliczono? Co o nim wiemy?

Technologia

26.10.2021 14:13

Jaki jest wiek wszechświata? Jak go obliczono? Co o nim wiemy?

Nauka
4
0
0
4
0

Zgodnie z najnowszymi badaniami, wiek Wszechświata, czyli czas, który upłynął od Wielkiego Wybuchu, to 13,82 miliarda lat. W jaki sposób został on wyznaczony?

Ile wynosi wiek Wszechświata?

Szacowany wiek wszechświata według stanu wiedzy z 2021 roku wynosi 13,82 miliarda lat. Jest to czas, liczony od momentu Wielkiego Wybuchu do chwili obecnej. Zagadnienie to jest jednak bardziej skomplikowane niż mogłoby się wydawać, natomiast sami badacze wciąż nie mają stuprocentowej pewności, czy wiek ten nie ulegnie znacznym korektom w przyszłości.

Historia badań nad wiekiem Wszechświata

Przybliżony wiek Wszechświata zmieniał się wraz z postępem badań. Kreacjoniści uparcie twierdzą, że Ziemia została stworzona kilka tysięcy lat temu — szacuje się, że w taką wersję wierzy nawet 40% Amerykanów. Oczywiście nietrudno sobie wyobrazić, że omnipotentny Bóg mógłby w świeżo powstałej ziemi umieścić liczące miliony lat skamieniałości, a na niebie „zawiesić” gwiazdy w różnych stadiach rozwoju. Okazuje się jednak, że badany metodami naukowymi wiek Wszechświata jest znacznie odleglejszy.

wiek wszechświata - Kosmiczne promieniowanie tła
Mapa kosmicznego promieniowania tła, stworzona na podstawie danych zebranych przez satelitę Plancka

Jeszcze do początków XX wieku naukowcy wierzyli, że kosmos ma od kilku milionów do kilku miliardów lat. Ścierano ze sobą różne koncepcje, przede wszystkim jednak bazując na modelu zakładającym stałość i niezmienność przestrzeni. Przełom w określaniu, ile wynosi wiek Wszechświata, zapewnił swoją teorią względności Albert Einstein. W 1917 roku opublikował oparty na niej model kosmologiczny, który stał się podstawą dalszych badań. W 1929 roku Slipher i Hubble stwierdzili przesunięcie ku czerwieni galaktyk, tym większe, im dalej się znajdowały.

Pierwszy w miarę dokładny wiek wszechświata określił w 1958 roku Allan Sandage. Ponieważ jednak ówczesne modele wskazywały, że najstarsze gwiazdy miałyby mieć około 25 miliardów lat, sam nie uwierzył w swoje wyniki i zaproponował modyfikację użytych metod. W latach 90. XX wieku wystąpił w kosmologii tzw. age crisis. Wiek ciał niebieskich określany na 13-18 miliardów lat stawiał pod znakiem zapytania wiek Wszechświata. Obliczenia wykazywały bowiem, że ma on około 10 miliardów lat.

Sprawdź też: Początek wszystkiego – teoria Wielkiego Wybuchu. Co dokładnie zakłada?

Misja mająca na celu zbadanie wieku Wszechświata rozpoczęła się w 2001 roku. Satelita WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) określił go na 13,75 ± 0,11 miliarda lat. Po zakończeniu pracy przez WMAP jego zadania przejął satelita Planck, monitorujący mikrofalowe promieniowanie tła. Jak oszacowano, wiek Wszechświata mierzony w ten sposób to 13,82 miliarda lat, co od czasu ogłoszenia tej wartości w 2013 roku pozostaje obowiązującą liczbą. Co istotne, zgadza się to z wiekiem najstarszych znanych gwiazd.

Jak naukowcy obliczyli wiek Wszechświata?

Jedna z metod określenia, jak stary jest kosmos (szczególnie chętnie używana w połowie XX wieku) to prawo Hubble’a. Wiek Wszechświata ustala się w niej na podstawie parametru Hubble’a określającego przyrost prędkości ucieczki galaktyk wraz z odległością od Ziemi. Jego obecnie przyjmowana wartość to 69 km/s/Mpc, co przekłada się na wynoszący około 14,5 miliarda lat wiek Wszechświata. Najnowsze badania wykorzystują jednak inne metody ze względu na dużą niepewność określania przyspieszenia galaktyk.

Mikrofalowe promieniowanie tła to relikt po wczesnym kosmosie, datowany na kilkaset tysięcy lat po Wielkim Wybuchu. Jak obliczyć wiek Wszechświata na tej podstawie, pokazały misje satelitarne WMAP i Planck. Mapowanie zmienności temperatur promienia tła pozwala wyznaczyć parametry kosmologiczne, na podstawie których określa się wiek Wszechświata. Zgodnie z modelem standardowym, tak pomierzony kosmos składa się w 4,9% z materii barionowej, 26,8% ciemnej materii i 68,3% ciemnej energii, z czego wynika wiek 13,82 mld lat.

Sprawdź też: Biały karzeł, czyli czym zostaje gwiazda po śmierci?

Co istotne, model standardowy opiera się w dużej mierze na istnieniu cząstek, których występowania jeszcze nie dowiedziono na drodze eksperymentów. O ile materia barionowa to atomy (budujące wszystkie obiekty w kosmosie) oraz fotony, o tyle ciemna materia oddziałuje z nią wyłącznie grawitacyjnie, nie emitując ani nie odbijając promieniowania elektromagnetycznego. Ciemna energia z kolei wypełnia pozostałą przestrzeń, wywierając ciśnienie powodujące ekspansję kosmosu.

Wyniki badań przeprowadzanych przez astronomów w ostatnich latach zdają się potwierdzać prawdziwość modelu standardowego. Wciąż jednak, przede wszystkim ze względu na trudności w przeprowadzaniu obserwacji spowodowane brakiem odpowiednich metod i instrumentów, brakuje niezbitych dowodów istnienia ciemnej materii i energii. Co szczególnie istotne, proponowane hipotezy alternatywne nie powodują zmiany obliczonego wieku Wszechświata.

wiek wszechświata i najstarsza znana gwiazda
HD 140283 to jeden z najstarszych obiektów znanych nam we Wszechświecie. Z racji swojego wieku, zwana jest także gwiazdą Matuzalemem

HD 140283 – najstarsza znana współcześnie gwiazda

HD 140283 to niewidoczny gołym okiem (ale możliwy do zaobserwowania przez lornetkę) podolbrzym, znajdujący się w gwiazdozbiorze Wagi. Nazywany „gwiazdą Matuzalemem” obiekt uznaje się za najstarszy (lub jeden z najstarszych) w znanym Wszechświecie. Jej wiek określa się na 14,46 ± 0,8 mld lat, co w granicach błędu jest zgodne z szacunkami wieku Wszechświata. Jej wyróżnikiem jest niezwykle niska metaliczność, wskazująca, że gwiazda narodziła się tuż po Wielkim Wybuchu.

W połowie października 2021 roku astronomowie ogłosili odkrycie prawdopodobnie jeszcze starszej gwiazdy. Choć trudno jest dokładnie określić wiek obiektu oznaczonego jako AS0039, ponieważ prawdopodobnie powstał on w wyniku wybuchu innej gwiazdy, wyróżnia się rekordowo niską metalicznością. Jest to o tyle istotne, że cięższe pierwiastki, w tym metale, powstawały wraz z upływem czasu od Wielkiego Wybuchu. Oznacza to, że gwiazda składająca się wyłącznie z wodoru i helu byłaby reliktem bardzo zbliżonym do początku wszechświata.

Dokładne określenie wieku Wszechświata nie jest łatwym zadaniem. Potrzebna jest do tego sprawdzona teoria i wyjątkowo precyzyjne instrumenty pomiarowe. Rozwój nauki skutkował sporymi zmianami tego oszacowania. Co ciekawe, ze względu na niezgodność modeli zdarza się, że wiek niektórych gwiazd określany jest na większy niż Wszechświata. Ma to jednak związek z dużą niepewnością stosowanych metod i nie podważa przyjmowanej wartości mówiącej, że od Wielkiego Wybuchu upłynęło 13,82 miliarda lat.

Źródło obrazu głównego: newscientist.com

4
0

Podziel się:

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.