Руйнівник міфів. - Вік Всесвіту.

Методи визначення віку Землі і Всесвіту.

Вивчаючи через століття минуле нашої землі і всесвіту фізичними методами, деякі вчені оцінюють її вік мільярдами років, хоча існує величезна кількість фактів, що спростовують це твердження. Зупинимося докладніше на цьому питанні.

Після відкриття в кінці XIX століття французьким фізиком Анрі Беккерелем явища радіоактивності і встановлення законів радіоактивного розпаду з'явився ще один спосіб визначення абсолютного віку геологічних об'єктів. Радіоізотопні методи незабаром, якщо не витіснили, то істотно потіснили інші методи датування. По-перше, вони, здавалося б, дають можливість абсолютного визначення віку, а, по-друге, вони давали дуже великий вік порід порядку мільярдів років, який влаштовував еволюціоністів.

Розглянемо сутність методу радіоізотопного датування. Радіоактивний розпад подібний пісочним годинах: по відношенню числа атомів елемента, що виник в результаті розпаду, до числа атомів розпадається елемента можливе визначення тривалості процесу розпаду. При цьому вважається, що швидкість розпаду є постійною величиною і не залежить від температури, тиску, хімічних реакцій і інших зовнішніх впливів. Найчастіше застосовуються методи, засновані на реакціях перетворення атомних ядер: уран  свинець (UPb), калій  аргон (KAr), рубідій  стронцій (RbSr) і радіовуглецевий метод датування.

Радіоізотопний метод уран  свинець (U  Pb) використовує для визначення віку розпад ядер ізотопу урану U238 з періодом напіврозпаду  4,51 мільярдів років. Процес розпаду відбувається в кілька стадій, від урану до свинцю їх 14:

U238  Th234 +   Pr234 +   U234 +   Th230 +   Ra226 +   Rn222 +   Po218 +   Pb 214 +   Bi214 +   Po214 +   Pb210 +   Bi210 +   Po210 +   Pb206 + . і призводить до утворення стабільного ізотопу Pb206. Ясно, що чим більше відношення числа атомів Pb206 до числа атомів U238, тим старше повинна бути проба, але при цьому треба зважати на можливість забруднення свинцем Pb206 первісної породи.

Для радіоізотопного датування вибирають породи, подібні гранітам, які виникли шляхом кристалізації рідини. Така порода допускає визначення віку, і може виявитися корисною для визначення віку пов'язаної з нею осадової породи або знаходяться в ній скам'янілостей. Наприклад, при кристалізації циркону (ZrSiО4) атоми ізотопу урану U238 можуть в кристалічній решітці заміщати атоми цирконію. Далі атоми U238 розпадаються, перетворюючись у результаті в свинець Pb206. Зрозуміло, що для правильного датування необхідно знати первинного змісту в породі ізотопу свинцю Pb206. Його можна врахувати, допускаючи, що співвідношення концентрацій ізотопів Pb206 і Pb204 в циркон і оточуючих його породах, що не містять уран, однаково. Тоді по надлишку ізотопу свинцю Pb206 в циркон по відношенню до навколишнього породі (тільки цей ізотоп свинцю виходить з урану) можна визначити його частку, отриману з урану. Далі робиться припущення, що не було забруднення зразків свинцем, наприклад, з грунтових вод або вихлопу автомобілів, так само як не було і вимивання урану, і по відношенню концентрацій ізотопів Pb206 і U238 визначається вік кристалів циркону. Наведений приклад показує, наскільки скрупульозний повинен бути хімічний аналіз порід, які припущення робляться, а про реальність їх виконання надамо судити читачеві.

Радіоізотопний метод калій  аргон (K  Ar) важливий тому, що містять уран мінерали зустрічаються рідко, а містять калій - часто. Метод базується на тому, що ядра ізотопу калію K40 відчувають -розпад K40Ar40, перетворюючись в ядра аргону (період напіврозпаду становить 1,31 мільярда років). Головним недоліком цього методу є проникнення в породи аргону з атмосфери (а його в атмосфері близько 1%), яке намагаються враховувати по співвідношенню концентрацій атомів двох ізотопів аргону Ar40 / Ar36, присутніх в атмосфері. Однак далеко не завжди датування за методом калій  аргон дає правдоподібні результати: при аналізі лави з Гавайських островів, вік якої був відомий і становив 200 років, за методом K  Ar був отриманий вік 22 млн. Років ?! (Мабуть, через надлишкового тиску підводні лави містять більше аргону). Вік кам'яних метеоритів, визначений за методом K Ar в десятки разів перевищує вік геологічних порід, в яких вони знайдені. Подібні дивного результату показують ненадійність цього методу датування і підвищують скептицизм і до результатів інших радіоізотопних методів через велику кількість важко прогнозованих джерел помилок. Відзначимо, що в калій-аргонової методі датування передбачається сталість відносини концентрацій ізотопів аргону Ar40 / Ar36 в атмосфері протягом мільярдів років, що малоймовірно, тому що ізотоп Ar36 утворюється в атмосфері під дією космічного випромінювання.

Загальний рисою перелічених вище радіоізотопних методів датування є близькі значення періодів напіврозпаду використовуваних ізотопів у кілька мільярдів років, і відповідний цим періодам вік геологічних порід. Багато в чому самі методи визначають отримується з їх допомогою вік, так як інший вік, наприклад порядку тисяч років, ці методи дати не можуть, точно так же, як на терезах для зважування вагонів і автомобілів, неможливо визначити вагу обручки або використовувати їх для потреб фармакології.

Не варто особливо довіряти узгодженості результатів, отриманими різними радіоізотопними методами: всі вони засновані на одних і тих же припущеннях, неспроможність багатьох з яких давно доведена. Основними припущеннями є:

1. Походження Землі відповідно до небулярной гіпотезою Лапласа. Гіпотеза Лапласа не витримала перевірку часом. Однак для геології модель Лапласа не скасована і сьогодні.
2. Пірогенні (застигання рідини) або метаморфное (кристалізація осадової породи) утворення кристалів.
3. Замкнутість кристала після його формування.
4. Допущення про незмінність періодів напіврозпаду і сталості процентного співвідношення між ізотопами в усі часи.

Останнє припущення - екстраполяція в гігантському масштабі часу, так як розпад ядер спостерігають всього близько ста років, а узагальнюють висновки про сталість характеристик на мільярди років, тобто на період часу в 107 разів більший. Чомусь більшість людей індиферентно ставляться до таких процедур, мабуть, у них існує ілюзія, що нам добре відомо наше минуле, але з цим не можна погодитися, коли мова йде про геологічні часи. Багато хто просто не усвідомлюють, що таке мільярд (адже мільярдерів серед читачів, мабуть, немає), і чим він відрізняється від мільйона. Щоб легше зрозуміти про які часи йдеться, можна порівняти віку Землі в 5,6 млд років один тиждень. Тоді Троянська війна, - одна з перших подій, зафіксованих письмово в поемах Гомера - мала місце менше секунди тому.

Крім того, незалежність періоду напіврозпаду від зовнішніх умов охоплює не всі можливі випадки - адже при опроміненні, наприклад нейтронами, швидкість розпаду ядер може стати як завгодно великий, що реалізується в атомній бомбі і атомних реакторах. Тому багато в чому допущення сталості швидкості розпаду є "актом віри", в чому не бажає зізнаватися велика частина наукового співтовариства, переконуючи мало присвячених, в тому числі і такими термінами як «постійна розпаду», щоб не залишалося вже ніяких сумнівів в методі. Таким чином, з чотирьох припущень два є сумнівними, як і сама униформистская концепція, що має і інші слабкі місця.

Істотно меншими відрізками часу, відповідними рукописної історії людства (близько 4000 років) оперує радіовуглецевий метод датування. Вуглецевий метод був розроблений і застосований Уіллардом Ліббі, котрий одержав надалі за це Нобелівську премію. Існують два ізотопу вуглецю стабільний і нестабільний з періодом напіврозпаду 5700 років. Баланс концентрації ізотопів вуглецю забезпечується потоком космічних нейтронів в результаті відбувається в атмосфері ядерної реакції n +  + p. Ідея методу полягає в зіставленні концентрацій цих двох ізотопів (на один атом С14 доводиться 765 000 000 000 атомів С12). Метод спирається на припущення, що це співвідношення не змінювалося протягом останніх 50000 років і концентрація ізотопів однакова у всій атмосфері. Після утворення, ізотоп С14 практично відразу окислюється до СО2 і включається в вуглецевий цикл життя: листя рослин  цукор  і т.д. Співвідношення ізотопів С14 / С12 не змінюється за життя рослини або тварини, а після загибелі концентрація падає відповідно до закону радіоактивного розпаду. Період напіврозпаду - це час, за яке кількість атомів радіоактивного ізотопу зменшується в два рази. Тоді за два періоди воно зменшиться в чотири рази, за три - у вісім і т.д. Подібні міркування приводять до загальної формули: за n періодів напіврозпаду число атомів зменшується в 2n раз. Ця формула і встановлює верхню межу застосовності радіовуглецевого методу в 50000 років. Після розробки радіовуглецевого методу безліч скам'янілостей піддалися датування, і серед них не виявилося об'єктів, що не містять ізотопу С14. Тобто вік всіх скам'янілостей був у межах 50 000 років, а не складав мільйони і мільярди років, як вважалося раніше. Однак згодом результати вуглецевого датування зазнавали цензури і неугодні еволюціоністам факти стали просто замовчуватися.

На підставі порівняння швидкостей продукування і розпаду ізотопу С14 в рамках все тієї ж уніформістской моделі вік атмосфери, оцінений за сьогоднішньою концентрації ізотопу С14, обмежується приблизно 20 000 років.

Актуальність альтернативних трактувань історії Землі визначається і наявністю ще багатьох інших незаперечних наукових фактів, які говорять про «молодому» (чи не достатній для еволюційної теорії) віці Землі:

1. Термоядерні реакції, відповідальні за генерацію енергії Сонця, повинні супроводжуватися викидом нейтрино, але в експерименті інтенсивність нейтринного фону не узгоджується з теоретично передбаченим. Через ці труднощів відновився інтерес до теорії стиснення Сонця, висунутої Германом Гельмгольцем, згідно з якою вік Землі не може бути більше 10 млн. Років (стиснення експериментально виявлено і становить близько 0,1% за сто років). Ідеї ​​циклічних змін розмірів Сонця (як і циклічних змін магнітного поля Землі) нічого не пояснюють і лише призводять до минулого з відкритим кінцем.

Розвиваючи ідею Гельмгольца, ми прийдемо до висновку про те, що Сонце молодше Землі. Цей висновок узгоджується зі Святим писанням, але не влаштовує еволюціоністів, які наполягають на ідеї утворення сонячної системи, як єдиного комплексу тіл, в результаті послідовних перетворень протозвезд в зірки і «відокремилися» в силу випадкових причин згустки матерії в планети. Причому чому одні обертаються в одну сторону, а інші в протилежну (Венера, Уран), а так само ще цілий ряд «чому» з тим же відповіддю - в силу випадкових причин. (Або в порушення фізичних законів.)

2. Вважається, що уповільнення обертання Землі становить 0,005 секунд на рік. Але, попри це, починаючи з 1980 р, додається 1 секунда в рік - величина в 200 разів більша. Але при такій швидкості уповільнення обертання Землі пропорційно повинен зменшуватися і її можливий вік.

3. У осадових породах вкрай рідко зустрічаються залізні метеорити, що дивно при передбачуваному повільному їх формуванні протягом мільйонів років, і зрозуміло, якщо вони сформувалися в короткий час локального або глобального потопу.

4. Від 5 до 14 млн. Тонн метеоритної пилу осідає на Землю на рік, що за геологічний вік Землі в 4,6 млд. років дає шар Fe-Co-Ni порошку в 15 м. Питається, де він? Його немає і на Місяці (у чому переконалися американські космонавти), де вітер і дощі не могли б змити його в море.

5. Відстань між Землею і Місяцем збільшується на 4 см на рік, що дає її максимальний вік 1 млд. років. При цьому питання про походження Місяця повисає в повітрі, тому що вік Землі в 4,6 млд. років не підлягає корекції в вірі еволюціоністів.

Воістину, якби не вимоги еволюціоністської біології і геології, астрономія, звільнившись від пут, могла б розвиватися без оглядки на вік Землі та об'єктів Всесвіту.

6. Ослаблення магнітного поля Землі (природа якого до кінця невідома) складає 5% в рік, що відповідає часу полузатуханія - 1400 років. Оскільки магнітне поле Землі має генеруватися струмами, то з їх циркуляцією пов'язано Джоулево тепло, яке ще 8 000 - 10 000 років тому робило життя неможливим. На підставі існування порід з реверсувати намагніченістю передбачається, що могло асцілліровать в часі і магнітне поле Землі. Але підкреслимо ще раз, будь-які припущення про періодичність подібних процесів призводять до минулого з відкритим кінцем і це - перш за все спроба піти від відповіді по суті.

7. Модель Лапласа (охолодження Землі зі стану розплаву) дозволила лорду Кельвіном по тепловим потокам оцінити верхній вік Землі не більше ніж в 400 млн. Років. Нові розрахунки за методом Кельвіна дають верхній вік в 20 млн. Років, а з урахуванням можливих ядерних реакцій - 45 млн. Років - у 100 разів менший віку Землі, прийнятого у еволюціоністів.

8. Геологічний вік Землі не узгоджується з кількістю гелію в атмосфері не менше, ніж в 10 разів!

9. За відкладенням Нільського мулу можна зробити висновок, що їх вік становить не більше 30 000 років.

10. Оцінки віку Світового океану за концентрацією солей і іонів дають результати з великим розкидом від кількох тисяч до сотень млн. Років. Наприклад, за кількістю солі NaCl у Світовому океані (в припущенні, що він був спочатку прісним) його вік обмежений 100 млн. Років.

11. Чисельність населення Землі при оцінці в 2,2 дитини на сім'ю за мільйон років склала б 102070 осіб (для довідки: число електронів у Всесвіті приблизно 1090) вони б не вмістилися у всьому Всесвіті, не те що на Землі. Сучасна чисельність населення Землі майже точно відповідає чисельності потомства від 4-х пар (сім'я Ноя), що залишилися в живих після Всесвітнього Потопу, що сталося 5000 років тому. За формулою, яка описує демографічний вибух, чисельність населення повинна становити: (в "матеріалах до публікації)

де n - число поколінь, х - число одночасно поколінь, з - число дітей в сім'ї. Розрахунок показує, що при с = 2,46, х = 3, числі поколінь з часів потопу n = 100, чисельність населення на початок XXI століття склала б 4,8 млд. людина - що прекрасно узгоджується з реальною чисельністю населення Землі. Крім того, за мільйон років існування людини повинно було накопичитися гігантську кількість його скам'янілих останків, а їх - ні. Таким чином, історія людства в мільйони і сотні тисяч років не правдоподібна і з точки зору чисельності жителів Землі.
Наведені вище численні факти, що свідчать на користь молодого віку землі, таким чином, не суперечать Святому Письму, а перебувають у згоді з ним.

Точний вік Всесвіту.

Наш Всесвіт враз помолодшала на 600 миллионов років. Космічний телескоп імені Хаббла дозволив уточніті значення однойменної постійної, яка и візначає канонічній вік нашого світу. Фундаментального перегляду космології, втім, чи не буде нужно: Нові дані лежати в межах похібок колішніх вимірювань.
Коли говорять, что наш Всесвіт 13,7 мільярдів років, зазвічай забувають вказаті неточність, з якої определена ця величина. А невізначеність ця складається з багатьох складових и в підсумку досягає примерно 6-7%, если брати стандартну на сьогоднішній день космологічніх моделях, а то и всех 15%, если «відпустіті» параметрами. Так что астрономам на ділі Було б писати, что нашому світу примерно від 12 до 15 мільярдів років, и не смішіті метрологів віпісуванням трьох значущих цифр для цього погано віміряного параметра.
Проти, Встановити Певного «канонічній» вік Зручне. Справа в тому, что еволюцію Всесвіту в відносніх величинах ми уявляємо Собі дуже непогано. Например, можна без докорів сумління стверджуваті, что гамма-сплеск GRB 090423, что є на Сейчас самим далеким бачимо об'єктом у Всесвіті, ставить, коли вік нашого світу стає 4,6% від нінішнього. А вісь Говорити, что ВІН трапівся 13,1 мільярда років тому - Деяк лукавство. Як і хорошому, в таких випадка всегда треба додаваті «пріймаючі вік Всесвіту рівнім 13,7 мільярда років», а для полного педантів нужно додаток «і стандартних космологічніх моделях».
Завдання визначення абсолютного віку світу впирається в вимір сучасного значення так званої постійної Хаббла, H0, что візначає Справжня, симетрично вираженості, ШВИДКІСТЬ Розширення нашого світу.
Ця величина показує Наскільки галактики, Які розташовані далі від нас, швідше від нас тікають.
Наприклад, якщо постійна Хаббла дорівнює 70 км / c на мегапарсек (H0 = 70 км / c / Мпк), то галактики, які ми бачимо на відстані в 10 Мпк, тікають від нас із середньою швидкістю 700 км / c, а галактики, які ми бачимо на відстані в 11 Мпк - зі швидкістю 770 км / c. Там, де швидкість розширення досягає швидкості світла, знаходиться «межа» нашого світу, за якою ми вже нічого не бачимо, і чим більше значення H0, тим ближче цей горизонт, і тим молодше наш Всесвіт.
Щоб визначити постійну Хаббла треба, очевидно, виміряти швидкість галактик і відстань до них. З першим проблем немає: зміщення ліній у спектрах об'єктів через ефект Доплера дозволяє легко і невимушено обчислити швидкість втечі.
А ось визначення відстаней в астрономії - велика проблема. Дотягнути лінійку неможливо ні до одного небесного об'єкта, можливості радарного і лазерного зондування обмежуються межами Сонячної системи, а далі доводиться вибудовувати цілу «сходи» космічних відстаней, в якій кожна нова сходинка спирається на попередню. І якщо ви помилково виміряли відстань від Землі до Сонця, то ця помилка буде присутній і в відстанях до зірок, і в відстанях до далеких галактик, і в віці нашого світу.
Вчені з США і Великобританії під керівництвом Адама Рісса з американського Університету імені Джона Хопкінса провели найточнішу на сьогоднішній день таку оцінку. Для цього вони скористалися космічним телескопом імені Хаббла (того ж американського астронома, на честь якого названа постійна). Робота вчених (PDF-файл) незабаром буде опублікована в Astrophysical Journal.
Як виявилося, «канонічний» вік Всесвіту треба трохи скоротити.
Приблизно до 13,1 мільярда років: постійна Хаббла H0 = 74,2 км / c / Мпк - трохи більше, ніж раніше вважалося. І точність визначення цієї величини тепер становить близько 5%, навіть якщо не обмежувати себе рамками стандартної космологічної моделі.
Сходинки до постійної Хаббла: 1. Визначення залежності блиску від періоду для цефеїд в галактиці NGC 4258 (24 мільйони світлових років). 2. Наднові типу Ia і цефеїди в шести інших галактиках (до 100 мільйонів світлових років). 3. Наднові Ia в далеких (до мільярда світлових років) галактиках, світло від яких приходить до нас почервонілим за рахунок космологічного ефекту Доплера. // A.Field / STScI / NASA / ESA
«Сходи космічних відстаней» Рісса і його колег складається з трьох основних сходинок. На першому місці знаходиться галактика NGC 4258 (або M 106), розташована в сузір'ї Гончих Псів. Навколо чорної діри, розташованої в її центрі, крутиться диск речовини, до складу якого входять молекули води. Ці молекули випромінюють дуже тонкі, так звані мазерного лінії, за якими можна точно виміряти швидкість обертання диска. Нескладна геометрія цього руху і точні спостереження за допомогою радіотелескопів дозволили астрономам обчислити відстань до галактики, яке становить 7,2 Мпк (приблизно 23 мільйони світлових років).
Це вимір, в свою чергу, дозволило дуже точно визначити справжню світність змінних зірок з класу цефеїд. Для цих періодично пульсуючих зірок відома точна залежність: чим більше період коливань, тим більше істинний блиск. Період коливань поміряти нескладно: гострий зір телескопа імені Хаббла дозволяє побудувати криві блиску для окремих зірок в цій не такий вже близькою галактиці. А за середнім спостерігається блиску і точно виміряним віддалі вчені відновили і істинний блиск цефеїд, який знадобився для калібрування наступної сходинки «сходів».
На ній виявилися 6 галактик на проміжних відстанях, в яких ще видно окремі цефеїди і в яких за останні три десятиліття спалахували наднові типу Ia. Відстані до цих галактик визначили по видимому середньому блиску змінних зірок і їх світності, використовуючи закон, відкалібрований на попередній сходинці.
При цьому ключовим є та обставина, що цефеїди у всіх 7 галактиках спостерігалися одним і тим же інструментом.
А значить, взаємні відстані до 6 галактик - і наднових в них - міцно спираються на відстань до NGC 4258, певний точним геометричним методом.
З цих вимірів і спостережуваного блиску наднових типу Ia Рісс і його колеги вивели справжню світність останніх. Ця величина практично постійна, так як відповідає вибуху білого карлика, який «перебрав» речовини з зірки-сусідки і вибухнув. Межа, за яким слід вибух, однаковий для всіх зірок, тому однакова і світність.
Після цього залишалося лише порівняти швидкості видалення далеких галактик, в яких наднові ще видно, а цефеїди - вже немає, зі спостережуваним блиском наднових, що, завдяки чітко визначеної попередньої сходинці, тут же дає відстань. Поділивши різницю в швидкості на різницю в відстані, вчені отримали нове значення постійної Хаббла H0.
Примітно, що ця оцінка пряма і не залежить від космологічної моделі. І отже, порівнюючи її з тими оцінками, які від моделі залежать, можна протестувати самі моделі.
Саме це і зробили вчені на останньому етапі своєї роботи. Результати показують, що стандартна космологічна модель - так звана ΛCDM-модель - поки тримає удар. Вона передбачає, що наш Всесвіт плоска, наповнена холодною темною матерією, і містить загадкову «космологічну постійну» Λ, яка останні кілька мільярдів років змушує наш світ розширюватися з прискоренням.
За даними Рісса і його колег, Λ - величина дійсно постійна протягом більшої частини життя Всесвіту. Якщо бути більш точним, то нові дані показують, що так зване рівняння стану w + 1, що показує ступінь змінності Λ, дорівнює нулю з точністю +/- 12%. До сих пір цей параметр був відомий майже втричі гірше.
В даний час та ж команда планує поліпшити точність визначення космологічних параметрів мінімум в 5 разів. І в цьому проекті вони розраховують на допомогу космічного телескопа імені Хаббла. У понеділок з останньою ремонтної місією до 18-річному космічному апарату відправиться шатл Atlantis. Астрономи схрещують пальці, щоб все пройшло благополучно.