Возраст Вселенной 1 Существуют два подхода при определении

Возраст Вселенной (1) Существуют два подхода при определении возраста Вселенной: - «прямые» методы, не связанные с предполагаемой моделью Вселенной: 1) возраст химических элементов; 2) возраст старейших звезд в звездных скоплениях; 3) возраст старейших белых карликов. - «косвенные» методы, основанные на использовании закона расширения Хаббла на знании плотности темного вещества и темной энергии. Эти методы дают разные результаты в зависимости от модели Вселенной. 2 -

Возраст Вселенной (3) возраст химических элементов; элементов Этот метод был, основанные на анлиза распада радиоактивных элементов уже был описан в лекции «Земля» . Его применение к определению возраста Земли дает результат в t=3. 8 млрд лет. МИзучение метеоритов дает результат t=4. 56 млрд лет. Этот резльтат хорошо отражает возраст Солнечной системы. Применение этого метода к элементам в космосе (например, к газу в Галактике) зависит от предположения каков был механизм образования исходных радиоактивных элементов. Если эти элементы образовались сразу после Большого Взрыва, то возраст Вселенной оценивается в величину t= 8 -11 млрд лет. Если же эти элементы образовывались

Возраст Вселенной (2) Возраст старейших звезд скоплений Как указывалось ранее, при своей эволюции в ядрах звезд водород перегорает в гелий. И на этой стадии звезды наход на Главной Последовательности (ГП) диаграммы Р-Г. При имеется важная зависимость между массами звезд и их све Тогда время жизни звезды на стадии ГП определяется как Таким образом, если измерить светимость самой высокосв Звезды ГП, то можно получить верхнюю границу возраста Результаты таких определений дают следующий результат 4

Возраст Вселенной (3) Возраст старейших белых карликов Белые карлики это звезды на последней стадии эволюции после плавного сброса оболочки. Термоядерные реакции в них уже не происходит, и их свечение происходит за счет остывания. Наблюдения слабых карликов позволют определить время остывания. Результат исследований таков: t= 11. 5 -12. 8 млрд лет

Возраст Вселенной (3) «Косвенные» методы

Результаты определения возраста Вселенной Метод Возраст (млрд лет) Ошибка Химические элементы 14. 5 +2. 8, - 2. 5 Старые звезды 14. 4 +2. 2, -2. 2 Белые карлики диска 11. 5 - , -1. 0 Белые карлики центра Галактики 12. 8 +1. 1, -1. 1 Среднее значение 12. 9 +0. 8, -0. 8

На первый взгляд, для определения радиуса Вселенной достаточно знать расстояние до самого далекого наблюдаемого объекта. На сегодня таким объектом гамма-вспышка GRB 090423 (см. рис. ). Красное смещение объекта равно z=8. 2, тогда расстояние до него оценивается в 13. 1 млрд лет. Эта вспышка произошла через 630 млн лет после Большого Взрыва. В этот момент начали появляться звезды и галактики.

Самый большой объект во Вселенной Это образование импет размер в 200 млн световых лет. Оно состоит из нескольких галактик и большого облака газа. Видно, что это образование простирается в трех направлениях. Оно образовалось через 2 млрд лет после Большого Взрыва. Галактики упакованы в этом образовании в 4 раз

Наблюдаемая Вселенная содержит около (3 – 7)*1022 звезд, сосредоточенных, в основ ном, в галактиках, которые в свою очередь, формируют скопления и сверхскопления. Для определения числа атомов во Вселенной Можно использовать два подхода. 1) Изучение микроволнового излучения показывает, что Вселенная является плоской и ее плотность близка к критической, равной 9. 9*10 -30 г / см 3. С учетом размеров Вселенной это дает число атомов водорода величиной в 5. 9*10 -6 атомов в 1 см 3. . Но как было изложено в предыдущих лекциях: - только 4. 6% этой величины составляют обычные атомы, - 23% составляет темная материя, - 72% приходится на темную энергию. Поэтому на обычные атомы приходится концентрация в 0. 27*10 -6 атомов на 1 см 3. С учетом размеров Вселенной получим полное число обычных атомов во Вселенной величиной в 8*1079.

2) Средняя массы звезды равна 2*1030 г. Тогда число атомов водорода в звезде будет равно 1057. Типичное число звезд в средней галактики равно 4*1011. Тогда в галактике имеется 4*1068 атомов. Число галактик во Вселенной порядка 80*109. Тогда полное число атоов во Вселенной равно 3*1079. В этих расчетах не учитываются атомы в межзвездной и межгалакти-ческой среде. Итак: ( 3 – 8)*1079 атомов во Вселенной

Итак: мы получили, что число атомов во Вселенной равно ( 3 – 8)*10 79

Возраст Вселенной (3) Возраст по расширению Вселенной Закон Хаббла дает соотношение V = H*R. Но расстояние до объекта равно R=V*t. Тогда V = H*V*t или t = 1/H. Полагая H = 72 км/сек, имеем t = 13. 7 млрд лет. Метод имеет недостаток: он предполагает, что расширение происходило равномерно (без ускорения или с ускорением). 15