13,73 миллиарда лет: новые данные о возрасте звезд бросают вызов альтернативной космологии

Группа астрофизиков под руководством Индианы Баника из Портсмутского университета (Великобритания) провела масштабное исследование возраста самых старых звезд Млечного Пути. Ученые обнаружили, что возраст самой древней из изученных звезд составляет 13,73 миллиарда лет, что практически совпадает с возрастом Вселенной, определенным по данным реликтового излучения. Результаты этой работы вызывают серьезные сомнения в отношении некоторых популярных теорий, пытающихся объяснить «кризис» в современной космологии, известный как напряжение Хаббла.

В своей повседневной жизни, чтобы узнать о прошлом, мы ищем старые предметы или окаменелости. Астрономы же обычно смотрят в прошлое, наблюдая далекие галактики, свет от которых шел до нас миллиарды лет. Но есть и другой способ — изучить «живые ископаемые». Речь идет о самых старых звездах, которые сформировались вскоре после Большого взрыва. Их возраст служит естественным ограничителем, нижней границей возраста всей Вселенной.

Именно этим и занялась команда ученых. Они проанализировали данные о 247 тысячах звезд, собранные китайским телескопом LAMOST и европейским спутником Gaia. Эти данные содержат информацию о температуре, светимости и химическом составе звезд, что позволяет с высокой точностью определить их возраст.

Однако, как это часто бывает с большими данными, в них закрались ошибки: некоторые звезды имели нереалистично высокий возраст с подозрительно маленькой погрешностью. Исследователи разработали строгую систему фильтрации, чтобы отсеять сомнительные объекты. Например, они исключали очень старые, но богатые металлами звезды, так как первые звезды должны были быть бедны тяжелыми элементами. Также они сверяли свои данные с независимым каталогом FLAME, чтобы убедиться в надежности оценок.

В итоге, после жесткого «отсева», осталась чистая выборка из 155 600 звезд. Самые сложные статистические методы, включая моделирование Монте-Карло, показали, что возраст самой старой звезды в этой выборке составляет 13,73 миллиарда лет с очень маленькой погрешностью. Учитывая, что первые звезды не могли возникнуть мгновенно после Большого взрыва, а прошло около 0,2 миллиарда лет, общий возраст Вселенной получается около 13,93 миллиарда лет.

Этот результат играет ключевую роль в современной космологии. Сегодня существует серьезная проблема, называемая «напряжением Хаббла»: измерение скорости расширения Вселенной вблизи нас дает большее значение, чем предсказывают наблюдения за реликтовым излучением. Многие ученые пытаются объяснить это расхождение, вводя «новую физику» на ранних этапах существования Вселенной, которая заставляло ее расширяться быстрее.

Однако такое быстрое расширение в прошлом привело бы к тому, что Вселенная «повзрослела» бы быстрее, и ее текущий возраст был бы всего около 12,9 миллиардов лет. Новое исследование наглядно показывает, что этот сценарий крайне маловероятен: в нашей Галактике просто не осталось бы времени, чтобы сформировать такое количество старых звезд, которые мы наблюдаем. Возраст в 13,7 миллиардов лет гораздо лучше согласуется со стандартной космологической моделью, которая опирается на реликтовое излучение.

Таким образом, исследование ставит под серьезное сомнение гипотезы о том, что напряжение Хаббла решается только за счет изменений в ранней Вселенной. Это говорит в пользу того, что причина расхождений, если она действительно существует, лежит гораздо ближе к нам, в относительно «молодой» Вселенной, либо связана с локальными особенностями пространства, либо с пока не понятыми процессами, происходящими в последние пару миллиардов лет. Работа показывает, как изучение «древних» звезд по соседству с нами помогает решать глобальные космологические загадки.

В итоге астрономы определили возраст самых древних звезд Млечного Пути, проанализировав данные крупнейших обзоров. Их главный результат — возраст древнейшей звезды составляет 13,73 миллиарда лет. Это практически идеально совпадает с возрастом Вселенной, предсказываемым стандартной моделью на основе реликтового излучения. Данное открытие создает серьезные трудности для теорий, которые пытаются объяснить расхождение в скорости расширения Вселенной за счет экзотических явлений вскоре после Большого взрыва, так как они просто не оставляют достаточно времени для формирования таких старых звезд.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях