Астрономы подтвердили возраст Вселенной в 13,8 миллиарда лет с помощью древнейших звёзд

Группа астрономов под руководством Индранила Баника из Университета Портсмута провела масштабное исследование, чтобы независимо оценить возраст Вселенной. Вместо того чтобы полагаться на космический микроволновый фон или наблюдения за ближайшими галактиками, учёные обратились к самым старым «жителям» нашего Млечного Пути — древнейшим звёздам. Результаты, опубликованные в журнале arXiv, со всей определённостью подтверждают: нашей Вселенной примерно 13,8 миллиарда лет.

Это открытие имеет огромное значение для одной из главных загадок современной космологии — так называемого «напряжения Хаббла». Суть проблемы в том, что два основных метода измерения скорости расширения Вселенной дают разные результаты. Первый метод, основанный на изучении реликтового излучения (оставшегося после Большого взрыва), говорит о возрасте около 13,8 миллиарда лет. Второй метод, который использует наблюдения за цефеидами и сверхновыми в ближнем космосе, указывает на более высокую скорость расширения и, следовательно, на меньший возраст — около 12,5–12,9 миллиарда лет. Расхождение между ними составляет примерно 9% и порождает множество споров.

В новом исследовании учёные поступили как геологи, изучающие ископаемые останки. Они использовали древнейшие звёзды Млечного Пути в качестве «космических окаменелостей», которые хранят информацию о ранних этапах жизни Вселенной. Анализируя их возраст, можно определить минимальный возраст самой Вселенной, ведь она должна быть старше любой находящейся в ней звезды.

Для анализа была отобрана огромная выборка из более чем 247 тысяч субгигантских звёзд. Эти звёзды уже завершили основную фазу своей жизни, но ещё не вступили в заключительную стадию, что позволяет довольно точно оценить их возраст. После тщательной фильтрации данных, полученных с помощью китайского телескопа LAMOST и европейского космического аппарата Gaia, в финальную выборку вошли 155 600 звёзд. Возраст самой древней из них составил около 13,73 миллиарда лет с погрешностью плюс-минус 0,18 и 0,15 миллиарда лет соответственно.

Этот результат превосходно согласуется с возрастом, рассчитанным по реликтовому излучению, и предыдущими оценками, основанными на изучении шаровых скоплений. Учёные предполагают, что после Большого взрыва потребовалось около 200 миллионов лет, чтобы сформировалась такая древняя звезда. Таким образом, её возраст напрямую подтверждает, что сама Вселенная должна быть немного старше, то есть около 13,8 миллиарда лет.

Хотя исследователи признают, что существуют источники неопределённости, такие как модели звёздной эволюции или продолжительность формирования первых светил, это исследование делает важный шаг в решении «напряжения Хаббла». Полученный результат поддерживает идею о том, что расхождение в скорости расширения может быть связано с более поздними процессами в истории Вселенной, а не с неизвестной физикой в её раннем возрасте. Возможно, причина кроется в локальных особенностях, например, в существовании крупной космической пустоты — области с пониженной плотностью вещества, из-за которой окружающее пространство кажется расширяющимся быстрее.

Авторы исследования подчёркивают, что их работа — это важный аргумент в пользу стандартной космологической модели (ΛCDM). Она указывает на то, что «напряжение Хаббла», скорее всего, разрешается через поздние процессы в истории Вселенной, а не через радикальный пересмотр наших представлений о её рождении. Дальнейшие исследования будут постепенно уточнять эту цифру, но уже сейчас ясно: наш космос существует около 13,8 миллиарда лет.