Способ первый: древний свет
Первые сотни тысяч лет Вселенная была горячей и непрозрачной. Когда она остыла настолько, что свет смог пойти свободно, эта вспышка разошлась во все стороны и с тех пор растягивалась вместе с пространством. Сегодня она видна как слабое излучение по всему небу.
В нём есть крошечная рябь - пятна чуть теплее и чуть холоднее. Размер этих пятен зависит от того, сколько в мире вещества, какое оно и как быстро всё расширялось. Подставив измеренную картину в уравнения, получают набор параметров, включая возраст.
Способы второй и третий
Второй способ проще по идее: измерить, с какой скоростью галактики удаляются, и отмотать назад. Сложность в том, что скорость менялась, поэтому нужна ещё и модель состава Вселенной. Зато измерения делаются напрямую, по вспышкам сверхновых в далёких галактиках.
Третий способ вообще не зависит от космологии. У старейших звёздных скоплений можно оценить возраст по тому, какие звёзды в них уже сошли с главной последовательности. Получается нижняя граница: Вселенная не моложе своих самых старых звёзд.
Именно совпадение трёх независимых оценок и делает результат надёжным. Ошибка в одном методе не воспроизвелась бы в двух других, устроенных совершенно иначе.
Возраст около 13,8 млрд лет: три метода сходятся, спор идёт о точности
Где остаётся спор
Скорость расширения, измеренная по древнему излучению, и та же величина, измеренная по близким галактикам, расходятся примерно на несколько процентов. Расхождение устойчивое и не объясняется погрешностями, его так и называют - напряжение.
На сам возраст это влияет слабо, но означает, что в модели чего-то не хватает. Варианты обсуждают разные: от неучтённых систематических ошибок до новой физики. Пока вопрос открыт, и это нормальное рабочее состояние науки.
Почему оценке возраста Вселенной доверяют?
Что такое напряжение в измерениях расширения?
Источники
- Оценка 13,8 миллиарда лет получена по данным о реликтовом излучении миссий WMAP и Planck, 2000-2010-е, и согласуется с оценками по расширению и по возрасту шаровых скоплений
Дальше в серии «Начало Вселенной»
2 статьи целиком на сайте, ещё 3 - в приложении
