29.1: Umri wa Ulimwengu
- Page ID
- 176822
Malengo ya kujifunza
Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:
- Eleza jinsi tunavyokadiria umri wa ulimwengu
- Eleza jinsi mabadiliko katika kiwango cha upanuzi kwa muda huathiri makadirio ya umri wa ulimwengu
- Eleza ushahidi kwamba nishati ya giza ipo na kwamba kiwango cha upanuzi kwa sasa kinaharakisha
- Eleza ushahidi wa kujitegemea kwa umri wa ulimwengu unaoendana na makadirio ya umri kulingana na kiwango cha upanuzi
Ili kuchunguza historia ya ulimwengu, tutafuata njia ile ile ambayo wanaastronomia walifuata kihistoria—kuanzia na masomo ya ulimwengu wa karibu na kisha kuchunguza vitu vya mbali zaidi na kuangalia zaidi nyuma kwa wakati.
Ufahamu kwamba ulimwengu unabadilika na wakati ulikuja katika miaka ya 1920 na 1930 wakati vipimo vya mabadiliko nyekundu ya sampuli kubwa ya galaxi zilipatikana. Kwa hindsight, ni ajabu kwamba wanasayansi walishtuka sana kugundua kwamba ulimwengu unapanua. Kwa kweli, nadharia zetu za mvuto zinahitaji kwamba ulimwengu lazima uwe ama kupanua au kuambukizwa. Kuonyesha nini tunamaanisha, hebu tuanze na ulimwengu wa ukubwa wa mwisho—sema mpira mkubwa wa galaxi elfu. Galaksi hizi zote huvutana kwa sababu ya mvuto wao. Kama walikuwa awali stationary, wangeweza inevitably kuanza kusonga karibu pamoja na hatimaye collide. Wangeweza kuepuka kuanguka hii tu kama kwa sababu fulani walitokea kuwa wakiondoka kwa kila mmoja kwa kasi ya juu. Kwa njia ile ile, tu kama roketi inazinduliwa kwa kasi ya kutosha inaweza kuepuka kuanguka nyuma duniani.
Tatizo la kile kinachotokea katika ulimwengu usio na kikomo ni vigumu kutatua, lakini Einstein (na wengine) alitumia nadharia yake ya relativity ya jumla (ambayo tulielezea katika Black Holes and Curved Spacetime) kuonyesha kwamba hata ulimwengu usio na mwisho hauwezi kuwa tuli. Kwa kuwa wanaastronomia wakati huo hawakujua bado ulimwengu ulikuwa unapanuka (na Einstein mwenyewe hakuwa na nia ya kukubali ulimwengu unaoendelea), alibadilisha milinganyo yake kwa kuanzisha neno jipya la kiholela (tunaweza kuiita sababu ya fudge) inayoitwa mara kwa mara ya cosmological . Hii mara kwa mara iliwakilisha nguvu nadharia ya repulsion ambayo inaweza kusawazisha mvuto mvuto juu ya mizani kubwa na kuruhusu galaxies kubaki katika umbali fasta kutoka kwa mtu mwingine. Kwa njia hiyo, ulimwengu ungeweza kubaki bado.
Karibu miaka kumi baadaye, Hubble, na wafanyakazi wenzake waliripoti kwamba ulimwengu unapanua, ili hakuna nguvu ya kusawazisha ya ajabu inahitajika. (Tulijadili hili katika sura ya Galaxies.) Einstein ni taarifa kuwa alisema kuwa kuanzishwa kwa mara kwa mara cosmological ilikuwa “kosa kubwa ya maisha yangu.” Kama tutakavyoona baadaye katika sura hii, hata hivyo, uchunguzi wa hivi karibuni unaonyesha kwamba upanuzi unaharakisha. Uchunguzi sasa unafanywa ili kuamua kama kasi hii inafanana na mara kwa mara ya cosmological. Kwa njia, inaweza kugeuka kuwa Einstein alikuwa sahihi baada ya yote.
Tazama maonyesho haya ya wavuti kwenye historia ya mawazo yetu kuhusu kosmolojia, na picha na wasifu, kutoka Taasisi ya Marekani ya Fizikia Kituo cha Historia ya Fizikia.
Hubble wakati
Kama tulikuwa na movie ya ulimwengu kupanua na kukimbia filamu nyuma, tungeona nini? Galaksi, badala ya kusonga mbali, ingekuwa kusonga pamoja katika filamu yetu—kupata karibu na karibu wakati wote. Hatimaye, tungependa kupata kwamba jambo lolote tunaweza kuona leo lilikuwa limejilimbikizia kwa kiasi kidogo kidogo. Wanaastronomia wanatambua wakati huu na mwanzo wa ulimwengu. Mlipuko wa ulimwengu huo uliojilimbikizia mwanzoni mwa wakati unaitwa Big Bang (sio neno baya, kwani huwezi kuwa na bangili kubwa kuliko ile inayounda ulimwengu wote). Lakini hii bang ilitokea lini?
Tunaweza kufanya makadirio ya busara ya wakati tangu upanuzi wote ulianza. Kuona jinsi wanaastronomia wanavyofanya hivyo, hebu tuanze na mlinganisho. Tuseme darasa lako la astronomia linaamua kuwa na chama (aina ya “Big Bang”) nyumbani kwa mtu kusherehekea mwisho wa semester. Kwa bahati mbaya, kila mtu anaadhimisha kwa shauku kubwa kwamba majirani huita polisi, ambao huwasili na kutuma kila mtu mbali wakati huo huo. Unaweza kupata nyumbani saa 2 a.m., bado kiasi fulani upset kuhusu njia ya chama kumalizika, na kutambua umesahau kuangalia saa yako kuona ni wakati gani polisi kufika huko. Lakini unatumia ramani kupima kwamba umbali kati ya chama na nyumba yako ni kilomita 40. Na pia unakumbuka kwamba uliendesha safari nzima kwa kasi ya kasi ya kilomita 80/saa (kwa kuwa ulikuwa na wasiwasi kuhusu magari ya polisi yafuatayo). Kwa hiyo, safari lazima imechukua:
\[ \text{time} = \frac{\text{distance}}{\text{velocity}} = \frac{40 \text{ kilometers}}{80 \text{ kilometers/hour}} = 0.5 \text{ hours} \nonumber\]
Kwa hiyo chama lazima kikivunjika saa 1:30 a.m.
Hakuna binadamu aliyekuwa karibu kuangalia saa zao wakati ulimwengu ulipoanza, lakini tunaweza kutumia mbinu hiyo ili kukadiria wakati galaksi zilianza kusonga mbali. (Kumbuka kwamba, katika hali halisi, ni nafasi ambayo inapanua, si galaxi zinazohamia katika nafasi tuli.) Kama tunaweza kupima jinsi galaxi zilivyo mbali mbali na sasa, na jinsi zinavyosonga kwa kasi, tunaweza kutambua muda gani safari imekuwa.
Hebu wito umri wa ulimwengu kipimo kwa njia hii T 0. Hebu kwanza tufanye kesi rahisi kwa kudhani kwamba upanuzi umekuwa kwa kiwango cha mara kwa mara tangu upanuzi wa ulimwengu ulianza. Katika kesi hii, wakati imechukua galaxy kuhamia umbali, d, mbali na Milky Way (kumbuka kwamba mwanzoni galaxi zote zilikuwa pamoja kwa kiasi kidogo sana) ni (kama ilivyo katika mfano wetu)
\[T_0=d/v \nonumber\]
ambapo\(v\) ni kasi ya galaxy. Kama tunaweza kupima kasi ambayo galaxi zinaondoka, na pia umbali kati yao, tunaweza kuanzisha muda gani uliopita upanuzi ulianza.
Kufanya vipimo vile lazima sauti ya kawaida sana. Hivi ndivyo Hubble na wanaastronomia wengi baada yake walihitaji kufanya ili kuanzisha sheria ya Hubble na mara kwa mara ya Hubble. Tulijifunza katika galaxi kwamba umbali wa galaxi na kasi yake katika ulimwengu unaoenea huhusiana na
\[V=H \times d \nonumber\]
wapi\(H\) mara kwa mara ya Hubble. Kuchanganya maneno haya mawili inatupa
\[T_0= \frac{d}{v} = \frac{d}{(H \times d)} = \frac{1}{H} \nonumber\]
Tunaona, basi, kwamba kazi ya kuhesabu wakati huu tayari imefanywa kwetu wakati wanaastronomia walipima mara kwa mara ya Hubble. Umri wa ulimwengu inakadiriwa kwa njia hii inageuka kuwa tu ya kawaida ya mara kwa mara ya Hubble (yaani, 1/\(H\)). Makadirio haya ya umri wakati mwingine huitwa wakati wa Hubble. Kwa mara kwa mara ya Hubble ya kilomita 20/pili kwa miaka milioni ya mwanga, wakati wa Hubble ni karibu miaka bilioni 15. Kitengo kinachotumiwa na wanaastronomia kwa mara kwa mara ya Hubble ni kilomita/pili kwa parsec milioni. Katika vitengo hivi, mara kwa mara ya Hubble ni sawa na kilomita 70/pili kwa parsecs milioni, tena na kutokuwa na uhakika wa karibu 5%.
Kufanya idadi rahisi kukumbuka, tumefanya baadhi rounding hapa. Makadirio ya mara kwa mara ya Hubble ni kweli karibu na kilomita 21 au 22/pili kwa miaka milioni ya mwanga, ambayo ingeweza kufanya umri karibu na miaka bilioni 14. Lakini bado kuna kutokuwa na uhakika wa 5% katika mara kwa mara ya Hubble, ambayo inamaanisha umri wa ulimwengu inakadiriwa kwa njia hii pia haijulikani kwa asilimia 5.
Ili kuweka uhakika huu kwa mtazamo, hata hivyo, unapaswa kujua kwamba miaka 50 iliyopita, kutokuwa na uhakika ulikuwa sababu ya 2. Maendeleo ya ajabu kuelekea kunyoosha mara kwa mara ya Hubble imefanywa katika miongo michache iliyopita.
Jukumu la Kupungua
Wakati wa Hubble ni umri mzuri kwa ulimwengu tu ikiwa kiwango cha upanuzi kimekuwa mara kwa mara wakati wote tangu upanuzi wa ulimwengu ulianza. Kuendelea na mlinganisho wetu wa mwisho wa semester, hii ni sawa na kudhani kwamba umesafiri nyumbani kutoka chama kwa kiwango cha mara kwa mara, wakati kwa kweli hii inaweza kuwa si kesi. Mara ya kwanza, wazimu juu ya kuondoka, huenda ukaendeshwa haraka, lakini basi unapotulia - na ulifikiri juu ya magari ya polisi kwenye barabara kuu - huenda umeanza kupungua hadi ukiendesha gari kwa kasi zaidi ya kukubalika kijamii (kama vile kilomita 80/saa). Katika kesi hiyo, kutokana na kwamba ulikuwa ukiendesha gari kwa kasi mwanzoni, safari ya nyumbani ingekuwa imechukua chini ya nusu saa.
Kwa njia hiyo hiyo, kwa kuhesabu wakati wa Hubble, tumefikiri kwamba H imekuwa mara kwa mara wakati wote. Inageuka kuwa hii sio dhana nzuri. Mapema katika mawazo yao kuhusu hili, wanaastronomia walitarajia kwamba kiwango cha upanuzi kinapaswa kupungua. Tunajua kwamba jambo linajenga mvuto, ambapo vitu vyote huvuta vitu vingine vyote. Mvuto wa pamoja kati ya galaxi ulitarajiwa kupunguza upanuzi kadiri muda ulipopita. Hii ina maana kwamba, ikiwa mvuto ulikuwa nguvu pekee inayofanya (kubwa ikiwa, kama tutakavyoona katika sehemu inayofuata), basi kiwango cha upanuzi lazima kilikuwa kasi zaidi kuliko ilivyo leo. Katika kesi hii, tunaweza kusema ulimwengu umekuwa ukizidi kupungua tangu mwanzo.
Kiasi gani kilichopungua kinategemea umuhimu wa mvuto katika kupunguza kasi ya upanuzi. Ikiwa ulimwengu ungekuwa karibu tupu, jukumu la mvuto lingekuwa mdogo. Kisha deceleration itakuwa karibu na sifuri, na ulimwengu ingekuwa kupanua kwa kiwango cha mara kwa mara. Lakini katika ulimwengu wenye wiani wowote mkubwa wa suala, kuvuta kwa mvuto kunamaanisha kuwa kiwango cha upanuzi kinapaswa kuwa polepole sasa kuliko ilivyokuwa. Ikiwa tunatumia kiwango cha sasa cha upanuzi ili kukadiria muda gani ilichukua galaxi kufikia utengano wao wa sasa, tutazingatia umri wa ulimwengu - kama vile tunaweza kuwa na overestimated muda ulichukua kwako kupata nyumbani kutoka chama.
Kuongeza kasi ya Universal
Wanaastronomia walitumia miongo kadhaa wakitafuta ushahidi kwamba upanuzi huo ulikuwa unazidi kupungua, lakini hawakufanikiwa. Kile walichohitaji walikuwa 1) darubini kubwa ili waweze kupima redshifts ya galaxies mbali zaidi na 2) luminous sana kiwango bulb (au kiwango mshumaa), yaani, baadhi ya kitu astronomical na luminosity inayojulikana ambayo inazalisha kiasi kikubwa cha nishati na inaweza kuzingatiwa katika umbali ya bilioni ya miaka mwanga au zaidi.
Kumbuka kwamba tulijadili balbu za kawaida katika sura ya Galaxies. Ikiwa tunalinganisha jinsi bulb ya kawaida inavyotakiwa kuwa na mwanga na jinsi inavyoonekana katika darubini zetu, tofauti inatuwezesha kuhesabu umbali wake. Uharibifu wa redshift wa galaxy bulb hiyo iko ndani inaweza kutuambia jinsi inavyosonga haraka katika ulimwengu. Kwa hiyo tunaweza kupima umbali wake na mwendo wake kwa kujitegemea.
Mahitaji haya mawili hatimaye yalitimizwa katika miaka ya 1990. Wanaastronomia walionyesha kuwa supernovae ya aina Ia (tazama Kifo cha Stars), pamoja na marekebisho mengine kulingana na maumbo ya curves zao za mwanga, ni balbu za kawaida. Aina hii ya supanova hutokea pale kibete nyeupe kinapokusanya nyenzo za kutosha kutoka nyota rafiki kuzidi kikomo cha Chandrasekhar halafu huanguka na kulipuka. Wakati wa mwangaza wa juu, supernovae hizi za ajabu zinaweza kuangaza kwa ufupi galaxi zinazowahudumia, na hivyo, zinaweza kuzingatiwa kwa umbali mkubwa sana. Kubwa 8-10-mita telescopes inaweza kutumika kupata spectra zinahitajika kupima redshifts ya galaxies jeshi (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).
Matokeo ya kujifunza kwa makini, kwa makini ya supernovae hizi katika galaxi mbalimbali, zilizofanywa na makundi mawili ya watafiti, ilichapishwa mwaka 1998. Ilikuwa ya kutisha -na hivyo mapinduzi kwamba ugunduzi wao ulipokea Tuzo ya Nobel ya mwaka wa 2011 katika Fizikia. Nini watafiti kupatikana ni kwamba aina hizi Ia supernovae katika galaxies mbali walikuwa fainter kuliko ilivyotarajiwa kutoka sheria Hubble, kutokana redshifts kipimo ya galaxies yao jeshi. Kwa maneno mengine, umbali unaohesabiwa kutoka kwa supernovae uliotumiwa kama balbu za kawaida haukubaliani na umbali uliopimwa kutoka kwa mabadiliko ya redshifts.
Ikiwa ulimwengu ungekuwa ukizidi kasi, tungetarajia supernovae ya mbali kuwa nyepesi kuliko inavyotarajiwa. Kupunguza kasi ingekuwa nawaweka karibu na sisi. Badala yake, walikuwa na tamaa, ambayo kwa mara ya kwanza ilionekana kuwa haina maana.
Kabla ya kukubali maendeleo haya ya kutisha, wanaastronomia kwanza walichunguza uwezekano kwamba supernovae haiwezi kuwa muhimu kama vile balbu za kawaida kama walivyofikiri. Labda supernovae ilionekana pia kukata tamaa kwa sababu vumbi kando ya mstari wetu wa kuona kwao lilichukua baadhi ya nuru yao. Au labda supernovae katika umbali mkubwa walikuwa kwa sababu fulani intrinsically chini ya mwanga kuliko supernovae karibu ya aina Ia.
Jeshi la uchunguzi wa kina zaidi lilitawala uwezekano huu. Wanasayansi walipaswa kuzingatia mbadala ambayo umbali uliohesabiwa kutoka kwa redshift haukuwa sahihi. Umbali inayotokana na mabadiliko ya redshifts kudhani kwamba mara kwa mara Hubble imekuwa kweli mara kwa mara kwa wakati wote. Tuliona kwamba njia moja inaweza kuwa si mara kwa mara ni kwamba upanuzi ni kupunguza kasi. Lakini tuseme wala dhana ni sahihi (kasi ya kasi au kupunguza kasi.)
Tuseme, badala yake, kwamba ulimwengu unaharakisha. Ikiwa ulimwengu unapanuka kwa kasi zaidi kuliko ilivyokuwa mabilioni ya miaka iliyopita, mwendo wetu mbali na supernovae ya mbali umepanda kasi tangu mlipuko ulitokea, unatuweka mbali zaidi na wao. Mwanga wa mlipuko unasafiri umbali mkubwa zaidi ili kutufikia kuliko kama kiwango cha upanuzi kilikuwa cha mara kwa mara. Mbali zaidi ya mwanga husafiri, hasira inaonekana. Hitimisho hili lingeweza kuelezea uchunguzi wa supanova kwa njia ya asili, na hii sasa imethibitishwa na uchunguzi wa ziada zaidi juu ya miongo michache iliyopita. Kweli inaonekana kwamba upanuzi wa ulimwengu unaharakisha, wazo lisilotarajiwa kwamba wanaastronomia walipinga kwa mara ya kwanza kukiangalia.
Je, upanuzi wa ulimwengu unaweza kuharakisha? Ikiwa unataka kuharakisha gari lako, lazima ugavi nishati kwa kuongezeka kwenye gesi. Vile vile, nishati inapaswa kutolewa ili kuharakisha upanuzi wa ulimwengu. Ugunduzi wa kuongeza kasi ulikuwa wa kushangaza kwa sababu wanasayansi bado hawajui nini chanzo cha nishati ni. Wanasayansi wito chochote ni nishati ya giza, ambayo ni ishara wazi ya jinsi kidogo tunavyoielewa.
Kumbuka kwamba sehemu hii mpya ya ulimwengu sio jambo la giza ambalo tulizungumzia katika sura za awali. Nishati ya giza ni kitu kingine ambacho hatujawahi kugunduliwa katika maabara yetu duniani.
Nishati ya giza ni nini? Uwezekano mmoja ni kwamba ni mara kwa mara ya cosmological, ambayo ni nishati inayohusishwa na utupu wa nafasi “tupu” yenyewe. Quantum mechanics (nadharia intriguing ya jinsi mambo kuishi katika ngazi atomiki na subatomic) inatuambia kwamba chanzo cha nishati hii utupu inaweza kuwa ndogo chembe msingi kwamba flicker ndani na nje ya kuwepo kila mahali duniani kote. Majaribio mbalimbali yamefanywa ili kuhesabu jinsi madhara makubwa ya nishati hii ya utupu yanapaswa kuwa, lakini hadi sasa majaribio haya hayakufanikiwa. Kwa kweli, utaratibu wa ukubwa wa makadirio ya kinadharia ya nishati ya utupu kulingana na mechanics ya quantum ya suala na thamani inayotakiwa kuhesabu kwa kuongeza kasi ya upanuzi wa ulimwengu hutofautiana na sababu ya ajabu ya angalau 10120 (yaani 1 ikifuatiwa na zero 120)! Nadharia nyingine mbalimbali zimependekezwa, lakini msingi ni kwamba, ingawa kuna ushahidi wa kulazimisha kwamba nishati ya giza ipo, hatujui bado chanzo cha nishati hiyo.
Chochote nishati ya giza inageuka kuwa, tunapaswa kutambua kwamba ugunduzi kwamba kiwango cha upanuzi haijawahi mara kwa mara tangu mwanzo wa ulimwengu unahusisha hesabu ya umri wa ulimwengu. Kushangaza, kasi inaonekana kuwa haijaanza na Big Bang. Katika miaka ya kwanza bilioni kadhaa baada ya Big Bang, wakati galaksi zilipokuwa karibu pamoja, mvuto ulikuwa na nguvu ya kutosha kupunguza kasi ya upanuzi. Kama galaksi zilivyohamia mbali mbali, athari za mvuto zilipungua. Miaka bilioni kadhaa baada ya Big Bang, nishati ya giza ilichukua, na upanuzi ulianza kuharakisha (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)).
Kupunguza kasi hufanya kazi ili kufanya umri wa ulimwengu unaokadiriwa na uhusiano rahisi\(T_0 = 1/H\) unaonekana kuwa mzee kuliko ilivyo kweli, wakati kasi hufanya kazi ili kuifanya kuonekana kuwa mdogo. Kwa bahati mbaya, makadirio yetu bora ya kupungua kwa kasi na kuongeza kasi ilitokea husababisha jibu kwa umri wa karibu sana\(T_0 = 1/H\). Makadirio bora ya sasa ni kwamba ulimwengu una umri wa miaka bilioni 13.8 na kutokuwa na uhakika wa miaka milioni 100 tu.
Katika sura hii, tuna inajulikana mara kwa mara Hubble. Sasa tunajua kwamba mara kwa mara ya Hubble inabadilika na wakati. Ni, hata hivyo, mara kwa mara kila mahali katika ulimwengu wakati wowote. Tunaposema mara kwa mara Hubble ni kuhusu 70 kilomita/pili/milioni parsecs, tunamaanisha kwamba hii ni thamani ya mara kwa mara Hubble kwa wakati huu.
Kulinganisha Zama
Sasa tuna makadirio moja ya umri wa ulimwengu kutokana na upanuzi wake. Je, makadirio haya yanafanana na uchunguzi mwingine? Kwa mfano, ni nyota za kale zaidi au vitu vingine vya astronomia vilivyo chini ya miaka bilioni 13.8? Baada ya yote, ulimwengu unapaswa kuwa angalau kama zamani kama vitu vya kale zaidi ndani yake.
Katika Galaxy yetu na wengine, nyota za kale zaidi zinapatikana katika makundi ya globular (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)), ambazo zinaweza kutumiwa kwa kutumia mifano ya mageuzi ya stellar yaliyoelezwa katika sura Stars kutoka Ujana hadi Uzee.
Usahihi wa makadirio ya umri wa makundi ya globular umeongezeka kwa kiasi kikubwa katika miaka ya hivi karibuni kwa sababu mbili. Kwanza, mifano ya mambo ya ndani ya nyota za nguzo za globula yameboreshwa, hasa kwa njia ya habari bora kuhusu jinsi atomi zinavyoweza kunyonya mionzi wakati zinavyofanya njia kutoka katikati ya nyota kutoka angani. Pili, uchunguzi kutoka kwa satelaiti umeboresha usahihi wa vipimo vyetu vya umbali wa makundi haya. Hitimisho ni kwamba nyota za kale kabisa ziliundwa takriban miaka bilioni 12—13 iliyopita.
Makadirio haya ya umri hivi karibuni yamethibitishwa na utafiti wa wigo wa uranium katika nyota. Isotopi uranium-238 ni mionzi na kuoza (mabadiliko katika elementi nyingine) baada ya muda. (Uranium-238 inapata jina lake kwa sababu ina protoni 92 na neutroni 146.) Tunajua (kutokana na jinsi nyota na supernovae vinavyotengeneza elementi) kiasi gani cha uranium-238 kinafanywa kwa ujumla ikilinganishwa na elementi nyingine. Tuseme sisi kupima kiasi cha uranium kuhusiana na elementi zisizo na mionzi katika nyota ya zamani sana na katika Jua letu wenyewe, na kulinganisha wingi. Kwa vipande hivyo vya habari, tunaweza kukadiria muda gani uranium imekuwa ikipoza katika nyota ya zamani sana kwa sababu tunajua kutokana na Jua letu ni kiasi gani cha uranium kilichoharibika katika miaka bilioni 4.5.
Mstari wa uranium ni dhaifu sana na ni vigumu kufanya hata katika Jua, lakini sasa umepimwa katika nyota moja ya zamani sana kwa kutumia darubini kubwa sana ya Ulaya (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Kwa kulinganisha wingi na ule katika mfumo wa jua, ambao tunajua umri wake, wanaastronomia wanakadiria kuwa na umri wa miaka bilioni 12.5, na kutokuwa na uhakika wa takriban miaka bilioni 3. Wakati kutokuwa na uhakika ni kubwa, kazi hii ni uthibitisho muhimu wa umri unaokadiriwa na tafiti za nyota za nguzo za globular. Kumbuka kuwa makadirio ya umri wa uranium ni huru kabisa; haitegemei ama kipimo cha umbali au kwa mifano ya mambo ya ndani ya nyota.
Kama tutakavyoona baadaye katika sura hii, nyota za nguzo za globular pengine hazikuunda mpaka upanuzi wa ulimwengu ulikuwa umeendelea kwa angalau miaka milioni mia chache. Kwa hiyo, umri wao ni sawa na umri wa miaka bilioni 13.8 inakadiriwa kutoka kiwango cha upanuzi.
Muhtasari
Cosmology ni utafiti wa shirika na mageuzi ya ulimwengu. Ulimwengu unapanua, na hii ni mojawapo ya pointi muhimu za mwanzo za uchunguzi kwa nadharia za kisasa za cosmological. Uchunguzi wa kisasa unaonyesha kwamba kiwango cha upanuzi hakikuwa mara kwa mara katika maisha yote ya ulimwengu. Awali, galaxi zilipokuwa karibu pamoja, madhara ya mvuto yalikuwa na nguvu zaidi kuliko madhara ya nishati ya giza, na kiwango cha upanuzi ulipungua hatua kwa hatua. Kama galaxi zilihamia mbali mbali, ushawishi wa mvuto juu ya kiwango cha upanuzi ulipungua. Vipimo vya supernovae mbali vinaonyesha kwamba wakati ulimwengu ulipokuwa karibu nusu ya umri wake wa sasa, nishati ya giza ilianza kutawala kiwango cha upanuzi na kuifanya kuharakisha. Ili kukadiria umri wa ulimwengu, tunapaswa kuruhusu mabadiliko katika kiwango cha upanuzi. Baada ya kuruhusu madhara haya, wanaastronomia wanakadiria kwamba mambo yote ndani ya ulimwengu unaoonekana yalijilimbikizia kwa kiasi kidogo sana miaka bilioni 13.8 iliyopita, wakati tunauita Big Bang.
faharasa
- Big bang
- nadharia ya cosmology ambayo upanuzi wa ulimwengu ulianza na mlipuko wa kwanza (wa nafasi, wakati, jambo, na nishati)
- cosmological mara kwa mara
- neno katika equations ya jumla relativity ambayo inawakilisha nguvu repulsive katika ulimwengu
- kosmolojia
- utafiti wa shirika na mageuzi ya ulimwengu
- nishati ya giza
- nishati ambayo inasababisha upanuzi wa ulimwengu kuharakisha; kuwepo kwake kunatokana na uchunguzi wa supernovae mbali