Астрономы проверили возраст Вселенной по 155 тысячам старейших звёзд Млечного Пути
Команда астрономов под руководством Индранила Баника из Портсмутского университета независимо оценила возраст Вселенной — не по далёким галактикам, а по старейшим звёздам нашей собственной. Проанализировав 155 600 звёзд Млечного Пути, учёные пришли к выводу, что самой старой из них около 13,73 миллиарда лет, а значит, Вселенная не может быть моложе.
Работа связана с одной из главных проблем современной космологии: два способа измерить скорость расширения Вселенной дают разные результаты:
- первый опирается на реликтовое излучение (микроволновое «послесвечение» Большого взрыва);
- второй — на наблюдения объектов в ближнем космосе.
В теории результаты должны совпадать, но на практике первый способ стабильно даёт значение примерно на 9% выше второго. Это расхождение назвали хаббловским напряжением — по имени постоянной Хаббла, которая описывает скорость расширения Вселенной.
От причины расхождения зависит и возраст Вселенной. Стандартная модель, откалиброванная по реликтовому излучению, даёт около 13,8 миллиарда лет. Но часть гипотез объясняет хаббловское напряжение «новой физикой» в первые мгновения после Большого взрыва — тогда повышенная скорость расширения действовала почти всю космическую историю, а расчётный возраст Вселенной снижается до 12,9 миллиарда лет.
Проверить эти сценарии можно по старейшим звёздам: Вселенная не может быть моложе их, поэтому возраст древнейшей звезды задаёт нижнюю границу. Исследователи взяли каталог из 247 103 субгигантов — звёзд на той стадии эволюции, когда их возраст определяется точнее всего. Данные о них собрали китайский телескоп LAMOST и космический аппарат Gaia. Из выборки исключили звёзды, чей заявленный возраст не соответствовал химическому составу: по-настоящему древние звёзды должны быть бедны тяжёлыми элементами. После всех проверок в выборке осталось 155 600 звёзд.
Телескоп в Чили сделал новый снимок Космической Бабочки
Статистический анализ показал, что возраст самой старой звезды составляет 13,73 миллиарда лет с погрешностью около 0,2 миллиарда лет. Ещё примерно 200 миллионов лет понадобилось, чтобы первые долгоживущие звёзды сформировались после Большого взрыва, — итоговая оценка возраста Вселенной составила около 13,9 миллиарда лет. Это совпадает с предсказанием стандартной модели, а вот со сценарием «молодой» Вселенной возрастом 12,9 миллиарда лет результат несовместим: такой звезде не хватило бы времени образоваться.
Но само хаббловское напряжение при этом никуда не исчезает: два способа измерения по-прежнему расходятся. Результат лишь отсекает одно из объяснений — гипотезы о том, что неизвестная физика повлияла на расширение Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва. Раз они не подтвердились, причину нужно искать на позднем этапе космической истории. Возможно, характер расширения Вселенной изменился только в последние несколько миллиардов лет.
Другой вариант объяснения такой: наша Галактика находится в гигантской области с пониженной плотностью вещества, и тогда расширение в этой части Вселенной лишь выглядит быстрее, чем в среднем по космосу. Различить эти сценарии по возрасту звёзд пока нельзя: исследователи отмечают, что на точность результата влияют сразу пять источников неопределённости — от размера выборки до моделей звёздной эволюции, — и каждый вносит погрешность около 0,2 миллиарда лет.
Главный итог работы в том, что Вселенная прошла независимую проверку возраста — не по далёкому космосу, а по звёздам у нас «под боком». Старейшие звёзды Млечного Пути подтвердили оценку стандартной модели: около 13,8 миллиарда лет. А заодно сузили круг поисков: если раньше причину хаббловского напряжения искали во всей истории Вселенной, то теперь — только на её позднем этапе, в последних нескольких миллиардах лет.
Чтобы наблюдать за звёздами, не обязательно отправляться во всемирно известные обсерватории — иногда достаточно просто выйти из дома и уехать за город. Рассказываем, что можно увидеть на небе в июле, в этом материале.
Подпишитесь на «Рамблер» в Max! Будем на связи вопреки блокировкам и сбоям.