На основе анализа возраста свыше ста пятидесяти пяти тысяч звёзд нашей Галактики специалисты смогли отдельно определить возраст Вселенной. Новые данные подтверждают общепринятую космологическую теорию, указывая на то, что продолжительность существования мироздания составляет приблизительно тринадцать миллиардов восемьсот миллионов лет.

Исследователи подчеркивают, что их подход не предполагает прямого использования данных о космическом микроволновом фоне или наблюдений за расположенными неподалеку галактиками. Вместо этого он базируется на анализе самых старых звёзд – носителей информации о начальных этапах развития космоса.

Определение возраста Вселенной напрямую связано с одним из ключевых вопросов современной космологии, известным как противоречие в значениях постоянной Хаббла. Это расхождение возникает вследствие разницы между различными способами вычисления скорости расширения мироздания.

Первый способ основан на изучении реликтового излучения – слабого сигнала, оставшегося после Большого взрыва. Эти измерения дают определённое значение постоянной Хаббла и согласуются с возрастом Вселенной в тринадцать миллиардов восемьсот миллионов лет согласно стандартной модели ΛCDM.

Альтернативный подход основан на изучении объектов в ближайших областях космоса, таких как цефеиды и вспышки сверхновых. Полученные данные свидетельствуют о более быстром темпе расширения Вселенной, что при обратном расчёте указывает на возраст примерно от 12,5 до 12,9 миллиарда лет.

Несоответствие между этими двумя результатами составляет приблизительно 9% и получило название «проблема Хаббла». Специалисты выдвигают различные гипотезы для объяснения этого противоречия: начиная с возможности существования новой физической модели, влияющей на скорость расширения в прошлые эпохи, и заканчивая более поздними или региональными воздействиями.

В рамках недавнего исследования группа ученых во главе с Индранила Баника из Университета Портсмута предприняла попытку определения наименьшего возраста Вселенной на основе анализа самых старых звёзд, расположенных в нашей галактике. Подобно ископаемым находкам в геологии, эти древние звезды служат своеобразными «космическими реликтами», предоставляющими информацию о прошлом. Вселенной.

Если астрономические наблюдения выявляют звезду возрастом около 13 миллиардов лет, это подразумевает, что возраст самой Вселенной должен быть ещё больше, поскольку для формирования первых звёзд после Большого взрыва потребовалось определенное время.

Начальным этапом работы стало исследование массива из 247 103 субгигантских звёзд. Эти небесные тела прошли основной этап своей жизни, но продолжают эволюционировать, что даёт возможность с высокой степенью достоверности определять их возраст.

Информация была получена в рамках двух масштабных астрономических инициатив: обсерватории LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope) и космической миссии Gaia. Специалисты отсеяли объекты, демонстрирующие химические свойства, нетипичные для старых звёзд.

После проведения дополнительной верификации с применением альтернативного подхода в финальный список вошли 155 600 небесных тел. Изучение наиболее древних и долгоживущих звёзд нашей галактики выявило, что возраст самой старой из них приблизительно равен 13,73 миллиарда лет.

Оценка имеет погрешность в пределах примерно +0,18 и −0,15 миллиарда лет. Полученные данные находятся в хорошем соответствии с предыдущими исследованиями звёзд старшего возраста и шаровых скоплений, а также соответствуют возрасту Вселенной, определённому на основе анализа космического микроволнового излучения.

По мнению специалистов, для появления подобного старинного светила после Большого взрыва потребовалось около двухсот миллионов лет. Таким образом, ее возраст указывает на то, что возраст Вселенной составляет приблизительно тринадцать с половиной миллиардов лет.

Специалисты акцентируют внимание на том, что в процессе вычислений остаются нерешённые вопросы. К ним относятся размер исследуемой группы объектов, принципы отбора звёздных систем, характеристики моделей развития звезд, время образования первых светил и некоторые теоретические допущения.

Каждый из перечисленных аспектов способен оказывать влияние на достоверность оценки возраста примерно в диапазоне от 0,15 до 0,2 миллиарда лет. В связи с этим дополнительные научные работы смогут постепенно корректировать полученные данные, но не привести к их кардинальной переоценке.

Тем не менее, новая информация имеет значение для объяснения расхождений в определении постоянной Хаббла. Возраст Вселенной, установленный на основе изучения древних звёздных систем, лучше согласуется с общепринятой космологической моделью и опровергает предположения о существовании ранее неизвестных физических эффектов, повлиявших на скорость расширения Вселенной.

Вместо этого научная работа предполагает вероятность того, что расхождение вызвано событиями на более поздних этапах развития космоса. К примеру, модификации могли возникнуть лишь в течение последних нескольких миллиардов лет или быть обусловлены специфическими характеристиками расположения материи.

В качестве одного из вероятных объяснений сохраняется гипотеза о наличии обширного пространства с пониженной концентрацией вещества – космической воронки. Эта область может формировать иллюзию ускоренного расширения окружающей нас части Вселенной по сравнению со средним значением для космоса в целом.

Исследователи полагают, что полученные результаты подтверждают концепцию устранения противоречия Хаббла посредством процессов, происходивших на более поздних этапах эволюции Вселенной, а не через пересмотр фундаментальных представлений о её начальном периоде.

Исследование опубликовано в журнале arXiv.