Для того, щоб визначити вік Всесвіту, дослідники використовували дві важливі підказки.
Як відомо, вік Всесвіту складає 13,7 мільярда років. Дослідники визначили це число зі спостережень, які вони неодноразово проводять, в поєднанні з припущенням, що нинішні закони фізики діяли і в минулому Всесвіту, пише Science Focus.
Це практично те, як історики записують історію людства, здійснюючи спостереження за такими речами як артефакти або письмові записи, і роблячи висновки, засновані на розумінні людської поведінки. Однак у космологів є невелика перевага, тому що частинки, зірки і галактики передбачуваніші, ніж люди.
Є кілька ключових підказок, які визначають вік Всесвіту. Перша полягає в тому, що всі галактики, які ми спостерігаємо навколо нас, віддаляються. Це означає, що Всесвіт розширюється. Так що в минулому він був меншим.
Якби швидкість розширення була постійною, це дало б нам точку в часі, коли розмір Всесвіту дорівнював нулю, що можна було б назвати початком: Великим вибухом.
Але все виявилося трохи складніше. Швидкість розширення насправді збільшується. І це говорить нам про те, що Всесвіт не завжди мав такий же вигляд, як зараз. Він динамічний.
Друга важлива частина головоломки називається реліктовим випромінюванням (або космічним надвисокочастотним фоновим випромінюванням). Це фоновий шум (фактично фотони), що залишився після Великого вибуху. Коли вся матерія втиснулася в крихітний простір, щільність енергії була дуже високою.
Ранній Всесвіт представляв собою гарячу плазму, яка включала електрони, баріони та фотони. Фотони постійно контактували з іншими частинками плазми, стикаючись із ними й обмінюючись енергією.
У міру розширення Всесвіту космологічне червоне зміщення привело до охолодження плазми, і на певному етапі електрони , які сповільнилися, отримали можливість з'єднуватися зі сповільненими протонами (ядрами водню) й альфа-частками (ядрами гелію), формуючи атоми.
Це сталося, коли температура плазми становила близько 3000 К, тоді Всесвіту було приблизно 380 000 років. Вільного простору між частинками стало більше, заряджених частинок стало менше, фотони вже не так часто розсіювалися і тепер вільно витали в просторі, практично не взаємодіючи з речовиною. Реліктове випромінювання і складають ті фотони, які були в той час випроменені плазмою в сторону майбутнього розташування Землі.
Вони не тільки є додатковим доказом Великого вибуху, а й, оскільки вченим добре відомо, як поводяться електрони і фотони, вивчення спектру і розподілу реліктового випромінювання, дуже жорстко обмежує вік Всесвіту.
Ну і нарешті, знаючи, що стався Великий вибух, експерти можуть подивитися, скільки часу знадобилося для створення різних об'єктів у Всесвіті.
Легкі елементи (водень, гелій і трохи літію) були створені в результаті самого Великого вибуху, але важчі елементи вимагають термоядерного синтезу, тобто зірок.
Зіркам необхідний час для того, щоб сформуватися, а також вибухнути надновими, поширюючи вуглець, кремній, залізо по Всесвіту. З цих елементів формуються нові зірки, планети та життя.