За миллисекунды Google может раскрыть факт, который долгое время ускользал от самых влиятельных мыслителей человечества: Вселенной почти 14 миллиардов лет, а точнее — 13,8 миллиарда лет. И многие космологи продолжают убеждаться в этом числе. В конце декабря 2020 года группа исследователей, работающих на «Космологическом телескопе Атакама» в Чили, опубликовала свою последнюю оценку — 13,77 миллиарда лет, плюс-минус несколько десятков миллионов. Их ответ совпадает с ответом миссии европейского спутника «Планк», который проводил аналогичные наблюдения в период с 2009 по 2013 годы. Точные наблюдения «Атакамы» и «Планка» были сделаны после того, как несколько тысячелетий люди наблюдали за небом и размышляли, откуда все это могло взяться. Каким-то образом приматы с продолжительностью жизни менее века получили представление о событиях, которые произошли за много лет до того, как существовала их планета и даже атомы, из которых все сформировалось. Вот краткое описание того, как человечество решило выяснить, сколько лет Вселенной. Античность: начало творения В каждой культуре есть миф о сотворении мира. Вавилоняне, например, верили, что небо и земля высечены из тела убитого бога. Но лишь несколько систем верований определяли, когда началось существование (одно исключение — индуизм, который учит, что вселенная преобразуется почти каждые четыре с половиной миллиарда лет, что не так уж далеко от фактического возраста Земли). Идея, которая прижилась, по крайней мере, на Западе, пришла от греческих философов, и на самом деле это был шаг назад с научной точки зрения. В IV и III веках до н.э. Платон, Аристотель и другие полностью согласились с представлением о том, что планеты и звезды заключены в вечно вращающихся небесных сферах. В следующем тысячелетии или около того мало кто ожидал, что Вселенная вообще обретет возраст. С 1600 по 1900 годы: конец бесконечности Астроном Иоганн Кеплер осознал в 1610 году, что одна из основных дыр в популярной космологии, вдохновленной греками, все это время «пристально смотрела» в глаза наблюдателям. Если в вечной Вселенной находится бесконечное количество звезд, как многие полагали, почему все эти звезды не заполнили Вселенную ослепляющим светом? Кеплер рассуждал, что темное ночное небо предполагает ограниченный космос, в котором звезды в итоге гаснут. Столкновение между теориями ночного неба и бесконечной Вселенной стало известно как парадокс Ольберса, названный в честь Генриха Ольберса — астронома, который популяризировал парадокс в 1826 году. Ранняя версия современной теории пришла, по всей видимости, от поэта Эдгара Аллана По. «Мы переживаем ночь», — рассуждал он в своей поэме «Эврика» в 1848 году, потому что Вселенная не вечна. Когда-то было положено начало, и с тех пор прошло недостаточно времени, чтобы звезды полностью осветили небо. 1900-е: появляются современные и ранние Вселенные Для разрешения парадокса Ольбера потребовалось время. Когда в 1917 году теория гравитации Эйнштейна подсказала ученому, что Вселенная, вероятно, росла или сжималась со временем, он добавил в свои уравнения ложный фактор — космологическую постоянную, чтобы Вселенная оставалась неподвижной (позволяя ей существовать вечно). Между тем, более крупные телескопы позволили астрономам четче видеть другие галактики. Это вызвало ожесточенные споры: смотрят ли они на далекие «островные Вселенные» или на близлежащие звездные скопления внутри Млечного Пути. Острый взгляд Эдвина Хаббла разрешил спор в конце 1920-х, когда он впервые измерил межгалактические расстояния. Хаббл обнаружил, что галактики — не только огромные и далекие объекты, но и разлетаются друг от друга. Вселенная расширялась, и Хаббл зафиксировал скорость ее расширения на уровне 500 километров в секунду на мегапарсек (постоянная величина, которая теперь носит его имя). С приближением расширения Вселенной у астрономов появился новый мощный инструмент, позволяющий оглянуться назад во времени и определить, когда космос начал расти. Работа Хаббла в 1929 году показала, что Вселенная расширяется таким образом, что ей должно быть около двух миллиардов лет. Космолог из Дьюкского университета (США) Дэниел Сколник поясняет: «Скорость расширения показывает, насколько быстро вы можете перемотать назад историю Вселенной, как на старой видеокассете. Если скорость перемотки быстрее, значит, фильм короче». Но измерение расстояний до далеких галактик — занятие сложное. Более простой метод появился в 1965 году, когда исследователи обнаружили слабое потрескивание микроволн, исходящих со всех сторон в космосе. Космологи уже предсказали, что такой сигнал должен существовать, поскольку свет, излучаемый всего через сотни тысяч лет после рождения Вселенной, был бы растянут в результате расширения пространства на более длинные микроволны. Измеряя характеристики этого космического микроволнового фона, астрономы могли сделать своего рода снимок молодой Вселенной, определив ее первоначальные размер и состав. Реликтовое излучение служило неопровержимым доказательством того, что у космоса было начало. Лауреат Нобелевской премии Стивен Вайнберг в своей книге 1977 года «Первые три минуты» писал: «Самое важное достижение окончательного открытия [реликтового излучения] в 1965 году — заставить всех нас серьезно отнестись к идее о существовании ранней Вселенной». С 1990 года по настоящее время: уточнение расчетов Реликтовое излучение позволило космологам понять, насколько велика была Вселенная в ранний момент времени, что помогло им вычислить ее размер и расширение на сегодняшний день. Космолог Дэниел Сколник сравнивает этот процесс с наблюдением того, что на детской фотографии длина руки ребенка составляет один фут, а затем ребенок становится подростком, и его длина руки и скорость роста соответствующе изменяются. Этот метод дал исследователям новый способ измерить текущую скорость расширения Вселенной. Она оказалась почти в десять раз меньше, чем скорость Хаббла (500 километров в секунду на мегапарсек), что отодвинуло момент космического генезиса еще дальше во времени. В 1990-е годы возраст Вселенной составлял от 7 до 20 миллиардов лет. Кропотливые усилия нескольких команд были направлены на уточнения наилучшей оценки космологией скорости расширения Вселенной. Наблюдения галактик с космического телескопа Хаббла в 1993 году показали, что текущая постоянная Хаббла составляет 71 километр в секунду на мегапарсек, что сузило возраст Вселенной — от 9 до 14 миллиардов лет. В 2003 году космический аппарат WMAP записал карту реликтового излучения с мелкими деталями. На основании этих данных космологи подсчитали, что возраст Вселенной составляет от 13,5 до 13,9 миллиарда лет. Примерно десять лет спустя спутник «Планк» измерил реликтовое излучение еще более детально, получив постоянную Хаббла 67,66 и возраст 13,8 миллиарда лет. Новое независимое измерение излучения от «Атакамы» получило в основном те же числа, что еще больше укрепило уверенность космологов в том, что они идут в правильном направлении. Космолог из института Флэтайрон (США) и член коллаборации «Атакамы» Симона Айола в своем пресс-релизе сказала, что теперь они пришли к одинаковым ответам от «Планка» и «Атакамы». Теперь можно заявить, что эти сложные измерения надежны. В будущем: космологический конфликт Но по мере того, как измерения ранних и современных Вселенных стали более точными, они начали противоречить друг другу. Исследования, основанные на изображении молодого реликтового излучения, предполагают, что постоянная Хаббла находится на уровне 60 километров в секунду на мегапарсек, но измерения расстояний до сегодняшних галактик (которые Сколник сравнивает с космическим «селфи») дают более высокие темпы расширения. Космолог участвовал в одном таком исследовании в 2019 году. В другом исследовании, основанном на яркости различных галактик, ученые пришли к аналогичному выводу (что современная Вселенная быстро расширяется) в январе 2021 года. Более высокие темпы могут означать, что Вселенная на самом деле примерно на миллиард лет моложе канонических 13,8 миллиарда, установленных «Планком» и «Атакамой». Но несоответствие может также указывать и на то, что в представлении космологов о реальности не хватает чего-то более глубокого. Связь реликтового излучения с сегодняшним днем включает предположения о плохо изученной темной материи и темной энергии, которые доминируют в нашей Вселенной. И тот факт, что измерения постоянной Хаббла не совпадают, может указывать на необходимость дальнейших расчетов истинного возраста Вселенной. «Я не уверен, как мы определяем возраст Вселенной, — говорит Дэниел Сколник. — Я не говорю, что это неправильно, но и не могу сказать, что правильно». По материалам статьи «How old is the universe? Our answer keeps getting better.» Popular Science