Evrenin yaşı nasıl hesaplanır? Bu yaşı test etmenin bir yolu var mı?
"Gençlik doğanın bir armağanıdır ve yaşlılık bir sanat eseridir." - stanislaw Jerzy Lec
20. yüzyılda evrenle ilgili en büyük hikaye, evrenin kökeni için makul bir teori ortaya koymamızdır.Evrenin sıcak, yoğun ve hızla genişleyen bir durumda doğduğuna ve bugünkü durumuna soğuduğuna inanıyoruz. Bu, zamanla gelişen uzun bir süreçtir, bu yüzden bu bizi yeni bir soruya götürür: Evren, tıpkı doğumdan yetişkinliğe kadar bir insan gibi yoktan yaratıldığına göre, şimdi evrenin yaşı nedir? Başka bir deyişle, evrenin yaşını ölçmek için kaç bağımsız yöntem kullanabiliriz?
Aslında evrenin 13.8 milyar yıllık yaşına işaret eden birçok ölçüm yöntemi ve delil var ve karanlık maddeye işaret eden bir o kadar çok delil olduğu söylenebilir. Ancak gerçekte yalnızca iki kanıt daha güvenilir görünüyor.
Evrenin genişleme oranına göre evrenin yaşı
Evrenin sıcak büyük patlama durumundan bugünkü haline genişlediğini düşündüğümüz için, genişleme oranına bağlı olarak evrenin yaşını alabiliriz.
Bugünün evreninin genişlediğini ve soğuduğunu biliyoruz, bu nedenle evrenin daha küçük, daha yüksek sıcaklık ve daha yoğun olduğu geçmişi kolayca düşünebiliriz, çünkü bir şeyi sıkıştırmaya devam etmenizin bu sonuca neden olacağı açıktır. . Bu sadece madde parçacıklarının yaklaşma zamanı değil, aynı zamanda tek bir fotonun enerjisinin de artmaya devam edeceği zamandır. Genişletilmiş uzay fotonun dalga boyunu uzatabildiğinden, büzülen uzayın foton dalga boyu daha kısa olacak ve dalga boyu fotonun enerjisini belirlediğinden, erken evrenin sıcak ve yoğun olduğuna inanıyoruz.
Evren tarihine geri dönmeye devam edersek, enerjideki bu artış bizi evrenin doğduğu erken bir ana getirecektir.
Biz buna Büyük Patlama'nın durumu ve aşaması diyoruz!
Evrenin erken evresinde sık sık bir "tekillik" olduğunu söyleriz, ancak bu "tekilliğin" ne anlama geldiğini doğru bir şekilde anlamalıyız, sonsuz küçük bir parçacık değil, bir fizik çöküşü aşamasıdır. Bu dönemin evreni çok büyük ölçüde genişledi. Çünkü evrenin bundan önce şişirme aşamasından (uzayın üstel genişlemesi ve evrenin hızlı genişlemesi) geçtiğini biliyoruz ve termal büyük patlama durumunu doğuran bu süreçtir.
Evrenin şişirme aşaması bazı gözlemlenebilir bilgileri sildiği için, bu aşamada evrende neler olduğu konusunda çok net değiliz, ne zaman başlayıp ne zaman biteceğinden emin değiliz. Bu nedenle, "evrenin yaşı" dediğimizde, genel olarak sıcak Büyük Patlama durumundan bugün gördüğümüz evrene kadar ne kadar zaman geçtiğini kastediyoruz.
Genel göreliliğe göre, evrenin bileşiminin evrenin genişleme geçmişini etkileyebileceğini ve evrenin genişleme tarihinin bize evrenin kaç yaşında olduğunu söyleyebileceğini biliyoruz.
Diğer bir deyişle, evrenin bugün nasıl genişlediğini bilirsek ve evrenin yapısını anlarsak, evrenin tarihi boyunca nasıl genişlediğini bilebiliriz. Evrenin genişleme oranı ve bileşimi hakkında, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok sayıda gözlemsel olgudan öğrendik:
- Evrenin bugünkü genişleme oranını ve evrendeki gök cisimleri arasındaki mesafeyi bilmek için, evrendeki yıldızların, galaksilerin ve süpernovaların ışık değişimlerini ölçerek bizden uzaklıklarını ölçebilir ve ardından yıldız ışığı kırmızıya kayması ile evrenin genişleme durumunu elde edebiliriz. , Bu bize bu bilinmeyen enerji biçiminin evrende var olabileceğini söylüyor.
- Evrendeki büyük ölçekli yapıların toplanma şeklinin yanı sıra galaksilerin ve galaksi kümelerinin kütle ve dönme özelliklerini ölçerek, evrende bilinmeyen bir karanlık madde formu olduğunu bilebiliriz.
- Kozmik mikrodalga radyasyonunun sıcaklık dalgalanmalarını ölçerek, bu bileşenlerin oranlarının ne olduğunu daha kesin bir şekilde bilebiliriz.
Tabii ki, bu süreç kesinlikle daha karmaşık, ancak yalnızca yukarıdaki şekilde, olduğunu bilebiliriz:
% 68 karanlık enerji,% 27 karanlık madde,% 4.9 sıradan madde, yaklaşık% 0.1 nötrinolar, yaklaşık% 0.01 radyasyon parçacıkları
Artık evrenin bugün nasıl genişlediğini bildiğimize göre, evrendeki tüm formların enerji yoğunluğunu ve bu farklı enerji formlarının evrenin genişleme oranını nasıl etkilediğini de biliyoruz, böylece evrenin tarihinin her aşamasını bilebiliriz. Nasıl genişliyor ve evren kaç yaşında.
Bugün evrenin genişleme oranını bilmemize rağmen, bu çarpışma oranı ve gök cisimlerinin bizden şu anki uzaklığı ile doğrudan evrenin yaşını hesaplayamayız, çünkü evrenin genişleme hızı, geçmişinde madde ve madde ile bir değişim sürecidir. Radyasyonla kontrol edilen evren yavaşlayan bir süreçtir, karanlık enerji tarafından kontrol edilen evren ise hızlanan bir süreçtir. Ancak, evrenin çeşitli bileşenlerinin evrenin genişleme oranını nasıl etkilediğini ve evren genişledikçe enerji yoğunluğunun nasıl değiştiğini biliyoruz.
Yani evrenin yaşını sistematik olarak hesaplayabiliriz, elbette bu süreç çok karmaşık.
Ancak yukarıdaki farklı aşamalara göre tespit ettiğimiz evren 13.81 milyar yaşında. Bu, teoriden evrenin çağıdır.
Ancak, yukarıdaki teorik yaşı test etmek için evrendeki eski gök cisimlerinin yaşını doğrudan ölçmek için başka bir yöntemimiz var.
Evrenin yaşını doğrudan hesaplayamasak da, evrendeki en eski gök cisimlerinin yaşını hesaplayabiliriz ve bu gök cisimlerinin yaşı kesinlikle evrenin yaşını geçmeyecektir.
Şu anda evrendeki yıldızların evrimini, nasıl parladıklarını ve ısındıklarını ve bu yıldızların yaşamları boyunca nasıl yakıt tükettiğini, evrimleştiğini ve öldüğünü iyi anlıyoruz. Ana dizi yıldız aşaması olan bir yıldızın yaşamının ilk döneminde, yanmasının ana süreci hidrojeni helyuma kaynaştırmaktır ve rengi, parlaklığı ve boyutu çok kararlıdır.
Ancak yıldızın hidrojen yakıtı bittiğinde, yıldız ana sekans aşamasını terk edecek ve kırmızı bir dev veya kırmızı bir üstdev haline dönüşecektir.
Tek bir yıldızın nasıl çalıştığını biliyoruz yani tek bir yıldızın yaşını, parlaklığı, kütlesi gibi bilgilerle belirleyebiliriz.
Bu nedenle, kümedeki ana dizi yıldız aşamasını terk eden tüm yıldızları gözlemleyebilir ve kümenin yaşını hesaplayabiliriz. Düşük ağır element içeriğine ve düşük kütleye sahip küresel kümeleri gözlemleyerek, en eski kümelerin 13,2 milyar yaşında olduğunu bulduk.
Evrende 12 milyarın üzerindeki yıldız kümelerinin yaşı çok yaygındır, ancak 14 milyar yıllık yaşı keşfetmedik. Kısacası, bu iki yöntem evrenin yaşını belirlemenin en iyi yoludur: Biri evrenin evrimsel tarihi, diğeri ise evrendeki en eski yıldızlardır. İkinci yöntem bize bir referans verebilir Evrenin yaşı kaç olursa olsun bu yıldız kümelerinden daha küçük olamaz.
-
- Neden "başka bir dünya" nın kırmızı cüce etrafında var olma olasılığı daha yüksek olduğu söyleniyor?
