Πώς μπορούν οι αστρονόμοι να συμπεράνουν περίπου πόσο καιρό επεκτείνεται το σύμπαν;
1. Ο νόμος του Hubble και η σταθερά Hubble:
* Παρατήρηση: Οι γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς και όσο περισσότερο είναι, τόσο πιο γρήγορα υποχωρούν. Αυτό είναι γνωστό ως νόμος του Hubble.
* Υπολογισμός: Με τη μέτρηση της κόκκινης μετατόπισης του φωτός από απομακρυσμένους γαλαξίες (που υποδεικνύει πόσο γρήγορα απομακρύνονται), οι αστρονόμοι μπορούν να καθορίσουν τον ρυθμό επέκτασης, γνωστού ως σταθερά Hubble.
* Εκτίμηση ηλικίας: Το αντίστροφο της σταθεράς Hubble δίνει μια κατά προσέγγιση ηλικία για το σύμπαν. Επί του παρόντος, η αποδεκτή τιμή για τη σταθερά Hubble είναι περίπου 73 km/s/mpc (χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά megaparsec), η οποία μεταφράζεται σε ηλικία περίπου 13,8 δισεκατομμυρίων ετών.
2. Κοσμικό φόντο μικροκυμάτων (CMB):
* Παρατήρηση: Το CMB είναι μια ελαφριά μετά την ανάκαμψη του Big Bang, ένα ομοιόμορφο λουτρό ακτινοβολίας που γεμίζει το σύμπαν.
* Υπολογισμός: Οι ιδιότητες του CMB, όπως η θερμοκρασία και οι διακυμάνσεις του, παρέχουν πληροφορίες για το πρώιμο σύμπαν, συμπεριλαμβανομένης της ηλικίας του.
* Εκτίμηση ηλικίας: Με τη μοντελοποίηση της εξέλιξης του CMB, οι αστρονόμοι μπορούν να εκτιμήσουν την ηλικία του σύμπαντος, σύμφωνα με την αξία που προέρχεται από το νόμο του Hubble.
3. Αστρική εξέλιξη και ηλικίες των παλαιότερων αστεριών:
* Παρατήρηση: Οι αστρονόμοι μπορούν να μελετήσουν τις ιδιότητες των αστεριών, συμπεριλαμβανομένης της φωτεινότητας, της θερμοκρασίας και της σύνθεσής τους.
* Υπολογισμός: Χρησιμοποιώντας αστρικά μοντέλα, μπορούν να εκτιμήσουν την ηλικία των αστεριών με βάση το εξελικτικό στάδιο τους.
* Εκτίμηση ηλικίας: Τα παλαιότερα αστέρια στον Γαλαξία, ο Γαλαξίας εκτιμάται ότι είναι περίπου 13,6 δισεκατομμυρίων ετών, σύμφωνα με την ηλικία του σύμπαντος.
4. Νουκλεοσυναγωγία και αφθονία φωτεινών στοιχείων:
* Παρατήρηση: Μπορεί να μετρηθεί η αφθονία των φωτεινών στοιχείων όπως το υδρογόνο, το ήλιο και το λίθιο στο σύμπαν.
* Υπολογισμός: Τα μοντέλα της νουκλεοσυναγωγίας Big Bang (ο σχηματισμός των στοιχείων στο πρώιμο σύμπαν) προβλέπουν την αναμενόμενη αφθονία αυτών των στοιχείων που βασίζονται στην ηλικία και το ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος.
* Εκτίμηση ηλικίας: Η παρατηρούμενη αφθονία αυτών των στοιχείων είναι σύμφωνη με την εκτιμώμενη ηλικία του σύμπαντος.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* αβεβαιότητα: Αυτές οι μέθοδοι έχουν εγγενείς αβεβαιότητες και η ηλικία του σύμπαντος εξακολουθεί να είναι εξευγενισμένη καθώς τα νέα δεδομένα και τα καλύτερα μοντέλα είναι διαθέσιμα.
* παραδοχές: Αυτές οι μέθοδοι βασίζονται σε υποθέσεις σχετικά με τη φύση του σύμπαντος και την εξέλιξή του, οι οποίες δοκιμάζονται συνεχώς και εκλεπτυσμένα.
Συνολικά, συνδυάζοντας πολλαπλές γραμμές αποδεικτικών στοιχείων, οι αστρονόμοι έχουν φτάσει σε μια ισχυρή εκτίμηση για την ηλικία του σύμπαντος, η οποία είναι σήμερα περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.
