Independent age estimates

UNE variété de techniques indépendantes pour estimer l’âge de l’univers existent, qui indiquent tous que son âge se situe dans la fourchette de 10 à 20 milliards ans. Parmi les méthodes les plus importantes figurent les suivantes:

  • expansion de l’univers
  • estimation de l’âge des grappes globulaires
  • datation d’éléments radioactifs

Le fait que ces trois méthodes de datation très différentes donnent la même tranche d’âge pour l’univers soutient fortement la notion que tous les phénomènes dans l’univers partagent une origine commune. Cela sert de preuve forte, quoique indirecte, à l’appui de la théorie du Big Bang.

L’expansion de l’univers

La récession observée d’aujourd’hui des galaxies témoigne de la force pure du Big Bang, et l’énorme-presque inceivably grand réservoir d’énergie qu’il a fourni à l’univers. Pendant les années 1920, l’astronome Edwin Hubble a été le premier à réaliser l’expansion envergure de l’univers en examinant les spectres « redshifted  » d’un certain nombre de galaxies. (A « Redshift  » fait référence à un déplacement vers des longueurs d’onde plus longues dans les lignes spectrales du spectre d’un objet, tandis qu’un « BlueShift  » représente un décalage vers des longueurs d’onde plus courtes.)

Pour relier la vitesse de la récession d’une galaxie avec sa distance, Hubble a proposé la relation: v = H x R. La constante de proportionnalité, H, est connue sous le nom de « HUBBLES’constant  » et possède des unités de km/s/megaparsec. Les astronomes modernes sont en désaccord quant à la valeur précise de H. L’estimation la plus couramment utilisée est d’environ 50 km/sec/MPC, mais les données astronomiques indiquent que la valeur peut aller jusqu’à 100 km/sec/MPC.

D’une importance immédiate est la réalisation que la Loi de Hubble, et en particulier la constante de Hubble, peut être utilisée pour fixer des limites à l’âge de l’univers. InVerser les coûts de Hubble, et annuler les unités de distance, donne en fait une estimation du temps pour l’âge de l’univers. Pour une valeur de H = 50 km/sec/MPC, nous avons un âge de 10 milliards ans, tandis que pour H = 100 km/sec/MPC, l’âge est de 20 milliards ans. Par conséquent, nous concluons que l’âge de l’univers, tel que dérivé de la Loi de Hubble, est quelque part entre 10 et 20 milliards ans.

Âge des amas globulaires

Les amas globulaires sont densément emballés, comme des conglomérats de ruches
d’étoiles qui sont situés aux bords extérieurs de notre galaxie. Ils sont de loin les plus anciens objets existants de notre univers. Les âges des amas globulaires sont préhension à la fois de la théorie de l’évolution stellaire et des considérations dynamiques. Composé de deux types différents, riches en métaux et en métaux pauvres, les grappes globulaires varient en âge de 11 à 17 milliards ans. Les grappes très pauvres en métaux, comme M15 et M92, ont jusqu’à 17 milliards ans, tandis que les grappes légèrement plus riches en métaux varient en âge de 11 à 12 milliards ans. (Pour la mesure, les étoiles des amas globulaires sont classées comme des étoiles de la population II, tandis que les étoiles plus jeunes qui peuplent le disque galactique connu sous le nom de population I étoiles). En supposant que la plus ancienne des grappes globulaires sont d’environ 17 milliards ans, nous concluons que l’univers est d’environ 18 milliards ans si nous incluons un autre 1 milliard ans nécessaires pour la formation de notre galaxie.

Datation d’éléments radioactifs

En raison d’instabilités nucléaires, de nombreux éléments ont tendance à se dégrader au fil du temps. Ceux-ci sont connus comme des éléments radioactifs, et leurs taux de carie peuvent être utilisés à ce jour de nombreux phénomènes dans la nature, y compris l’âge de l’univers lui-même. Le paramètre standard utilisé pour mesurer le taux de désintégration radioactive est connu sous le nom de «Half-Life », et est défini comme le temps nécessaire pour qu’un échantillon d’éléments radioactifs se décompose à la moitié de sa quantité d’origine.

Deux isotopes de l’uranium, 235 et 238, sont particulièrement utiles dans les techniques de datation. U-238 se décompose en plomb (PB-206) avec une demi-vie d’environ 4,5 milliards ans. En supposant que nous savons combien de l’isotope de plomb a été initialement contenue dans un échantillon donné, nous pouvons déterminer son âge en comparant les abondances actuelles de U-238 et PB-206. Cette méthode de datation a été utilisée pour évaluer l’âge des roches les plus anciennes sur la terre, qui ont été trouvés à environ 4 milliards ans. Les roches lunaires et les plus anciennes météorites produisent des âges d’environ 4,6 milliards ans. Des techniques de datation similaires existent pour les isotopes du strontium, du krypton et du rubidium. Pris ensemble, nous concluons que, à partir des mesures de l’âge des météorites, des roches lunaires et de la terre, que le système solaire a été formé il ya environ 5 milliards ans.

Les éléments lourds dans l’univers ont été largement produits dans des explosions de Supernova. Afin d’estimer l’âge de l’univers, nous devons combiner l’âge des éléments radioactifs avec l’âge de la supernova. Le taux d’événements Supernova dans notre galaxie est estimé à environ un tous les 30 ans environ. Si nous ajoutons dans le temps pour la formation de galaxie, environ 1 milliard ans, nous trouvons une estimation pour l’âge de l’univers dans la gamme entre 11 et 18 milliards ans.

Source page: http://www.astro.ubc.ca/people/scott/bbage.html

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