De unde știm?-Episodul 5-Vârste astronomice
-Câți ani ai?
-13.7 miliarde de ani
-Cum așa?
-Păi din moment ce materia nu poate fi nici creată, nici distrusă, am aceeași vârstă ca a universului.
Timp de 100.000 de ani, oamenii s-au uitat pe cerul nopții și s-au întrebat ce sunt acele magnifice puncte luminoase. Ce sunt? Cum au apărut? Mai important, de când sunt ele acolo? Nu aveau tehnologia necesară, așa că o dădeau cu presupusul, că totul a fost creat de ființe magice. Acum totuși, în secolul tehnologiei, ne putem debarasa de zeii creatori pentru a face loc științei, acum putem afla aproape orice, inclusiv vârsta Terrei, stelelor, galaxiilor, și chiar a universului.
Vârsta Terrei
Planeta are aproximativ 4.57 miliarde ani, dar cum au ajuns cercetătorii la această cifră? Păi practic căutau și adunau cele mai vechi roci. Dat fiind că plăcile tectonice ajung înapoi în manta după sute de milioane de ani, vârsta maximă la care cercetătorii au ajuns a fost de 100 milioane de ani. Din fericire, anumite roci extrem de vechi au rămas în nordul Quebec-ului, în Canada, și este vorba de Acasta gneiss, roci vechi de 4 miliarde de ani. Datarea rocilor se bazează pe cantitatea de izotop neodymiu-142 din componența lor.
Este drept că cea mai mare vârstă de pe Terra o au cristalele de silicat de zirconiu din NV Australiei, adică 4,375 miliarde de ani, dar mai este cale până la 4.54 miliarde de ani. Acele cristale de zirconiu conțin uraniu care are o perioadă de înjumătățire de 4.5 miliarde de ani
Ba chiar și rocile de pe Lună pot fi buni indicatori ai vârstei Pământului. Rocile aduse acasă de misiunile Apollo ale NASA au vârste cuprinse între 4,4 – 4,5 miliarde de ani. Meteoriții colectați de-a lungul timpului au aceeași vârstă ca Luna.
(Sursa citat pdf: ”Istoria Descoperirilor Științifice” de Alexander Hellemans și Bryan H. Bunch, anul 1988, p.350-351)
Vârsta stelelor
Aceasta poate fi aflată prin mai multe metode și este la fel de importantă pentru astronomie ca vârsta fosilelor pentru biologie. Una din principalele metode de calculare a vârstelor stelare este girocronologia ( cronologia giroscopică ). Aceasta necesită observarea vitezei lor de rotație, și apoi compararea acestei rate cu rata de rotație a Soarelui, care servește drept ceas precalibrat pentru această măsurare. Altă metodă este dacă steaua are un disc protoplanar. Prezența unui astfel de disc stabilește o limită maximă pentru vârsta unei stele. Acestea sunt de obicei tinere deoarece acest disc s-ar transforma cu timpul în planete, centuri de asteroizi etc. Diferitele proprietăți ale stelelor pot fi, de asemenea folosite pentru a determina vârsta lor. De exemplu, sistemul Eta Carinae emit cantități mari de gaz și praf. Aceste izbucniri enorme pot fi folosite pentru a deduce că sistemul de stele se apropie de sfârșitul vieții sale și va exploda ca o supernovă într-o perioadă relativ scurtă de timp astronomic. Se pot găsi alte exemple ale proprietăților stelelor care ilustrează vârsta lor. De exemplu, variabilele Cepheid, au un model caracteristic în curbele lor de lumină , rata de repetare a acestora fiind dependentă de luminozitatea stelei. Deoarece variabilele Cepheid sunt o etapă evolutivă relativ scurtă în ciclul de viață al stelelor și cunoașterea masei stelei permite ca steaua să fie urmărită pe calea ei evolutivă, se poate estima vârsta variabilei Cepheid. Prin aceste metode se poate afla și vârsta unui cluster stelar. Vârsta este aproximativ aceeași la fiecare stea membru.
Vârsta galaxiilor
Se pare că luminozitatea crescătoare și descrescătoare a unor stele din acea galaxie ar putea ajuta la determinarea vârstei acesteia, conform unui studiu publicat de revista Nature. Faptul că stelele încep să vibreze la sfârșitul vieții lor ne poate oferi o perspectivă mai bună asupra vieții galaxiei. Astronomii au măsurat impulsurile a mii de stele din galaxia îndepărtată Messier87 sau M87 și au reușit să determine prin această metodă că galaxia are aproximativ 10 miliarde de ani, un număr care corespunde cu estimările anterioare găsite folosind alte tehnici. „Avem relativ puține moduri de a determina cât de vechi sunt galaxiile”, a declarat Dr. The Charlie Conroy, profesor asistent de astronomie la Universitatea Harvard. „Acest lucru ne oferă un nou instrument pentru a determina vârsta unei galaxii, care este deosebit de importantă pentru galaxiile vechi cum ar fi M87. Astronomii au analizat imaginile galaxiei M87 luate de Telescopul Spațial Hubble în 2006. Ei au observat că lumina combinată a tuturor stelelor din galaxie, situată la aproximativ 53 de milioane de ani-lumină de la Pământ, a variat la fiecare 270 de zile datorită creșterii și scăderii luminozității fiecărei stele. Prin marcarea acestor evenimente de 270 de zile, cercetătorii au ajuns la concluzia ca ar putea folosi metrica pentru a determina vârsta galaxiei – și ar putea fi aplicată altor galaxii.
Vârsta universului
Dar cum am aflat ce vârstă are universul în sine, toți zicem 13.7 miliarde de ani, dar puțini își pot argumenta răspunsul. Stați chill, vă zic eu. Cunoaștem faptul că universul este într-o expansiune rapidă, deci este relativ tânăr încă. Astfel, datorită legii lui Hubble, putem calcula vârsta aproximativă a universului. Distanța dintre două galaxii este D. Viteza aparentă cu care se separă una de cealaltă este v. La un moment dat, galaxiile erau unite într-un singur punct și putem considera acest moment în momentul Big Bang-ului. Dacă luați distanța între cele două galaxii (D) și o împărțiți cu viteza aparentă (v), o să primiți cât timp a durat până când galaxiile au ajuns la separarea lor curentă. Pentru a înțelege mai bine analogia, imaginați-vă că sunteți acum la 300 de kilometri de casă. Ai condus 60 de kilometri pe oră, deci cât timp ți-a luat pentru a ajunge aici? Ei bine, 300 mile / 60 mph = 5 ore.
- Deci, timpul necesar galaxiilor să ajungă la separarea lor actuală este t=D/vt=D/v.
- Dar, din Legea lui Hubble, știm că v=H0xDv=H0xD.
- Deci, t=D/v=D/(H0×D)=1/H0 t=D/v=D/(H0×D)=1/H0 . Deci, putem lua 1/H01/H0 ca o estimare a vârstei universului.
- Cea mai bună estimare este H0=73km/s/MpcH0=73km/s/Mpc . Ca să transformăm asta în ani e nevoie de o mică transformare.
- 1Mpc=08×1019km1Mpc=3.08×1019km, H0 = (73 km/s/Mpc) x (1 Mpc/3.08 x 1019 km) = 2.37 x 10−18 1/sH0 = (73 km/s/Mpc) x (1 Mpc/3.08 x 1019 km) = 2.37 x 10−18 1/s
- Deci vârsta universului este t = 1/H0 = 1 / 2.37 x 10−18 1/s = 4.22 x 1017 s = 13.4 miliarde de ani. ( aproximativ).
O confirmare a acestor calcule sunt roiurile globulare, care au fost estimate ca având 12-13 miliarde de ani. Cum am putea să nu descoperim ceva ce s-a format aproximativ odată cu Big Bang-ul. O altă metodă folosită este măsurarea conținutului de elemente radioactive din stele. Studierea conținutului de uraniu în stelele bătrâne a dus la stabilirea vârstei Universului de 13 miliarde de ani. Cea mai bătrână stea descoperită este HE 1523-0901, aflată la aproximativ 7500 ani lumină de noi. Vărsta ei este de 13,2 miliarde de ani.
Cu timpul totuși, vor exista mai multe metode de determinare a vârstei universului, iar anii primiți vor coincide. Sper că aici la sfârșit ați înțeles dialogul de la început. Acum o să le puteți demonstra celorlalți că nu știți astronomie doar din auzite, ci acum chiar o înțelegeți.
lasă un comentariu, scrie-ne părerea ta.