Номер ?2, страница 217, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 12. Строение и эволюция вселенной. Параграф 115. Решение задач. Вопросы для обсуждения - номер ?2, страница 217.

Условие.

Можно ли утверждать, что возраст Вселенной точно известен, или же данное значение получено на основе определённых гипотез?

Решение.

Нельзя утверждать, что возраст Вселенной известен абсолютно точно. Это значение является результатом сложных расчетов, основанных на современной космологической модели, которая, в свою очередь, базируется на ряде фундаментальных гипотез и подкреплена огромным количеством наблюдательных данных.

Основной моделью, используемой для описания эволюции Вселенной, является модель Лямбда-CDM (ΛCDM). Ключевые положения (гипотезы) этой модели включают:

• Вселенная возникла в результате Большого взрыва и с тех пор расширяется.
• Эволюция Вселенной описывается общей теорией относительности Эйнштейна.
• Вселенная на больших масштабах однородна и изотропна (космологический принцип).
• Состав Вселенной включает обычную (барионную) материю, холодную темную материю (Cold Dark Matter) и темную энергию (Λ, космологическая постоянная), которая отвечает за ускоренное расширение.

Возраст Вселенной $t_0$ вычисляется на основе параметров этой модели, главным из которых является постоянная Хаббла $H_0$, характеризующая текущую скорость расширения Вселенной. В простейшем случае, если бы расширение было равномерным, возраст можно было бы оценить как $t_0 \approx 1/H_0$. Однако на самом деле скорость расширения менялась со временем под действием гравитации (замедляла) и темной энергии (ускоряет). Поэтому точный расчет требует интегрирования уравнений Фридмана, которые описывают динамику расширения в зависимости от плотности различных компонентов энергии во Вселенной.

Современная оценка возраста Вселенной составляет примерно 13,8 миллиарда лет. Она получена путем подгонки параметров модели ΛCDM под высокоточные данные наблюдений, в первую очередь, анизотропии реликтового излучения (космического микроволнового фона), измеренной космическими миссиями, такими как "Планк" (Planck) и WMAP. Эти данные позволяют с большой точностью определить состав Вселенной и скорость её расширения в прошлом.

Таким образом, хотя это значение является наилучшей научной оценкой на сегодняшний день и имеет очень высокую точность (по данным "Планка" 2018 года, $13.797 \pm 0.023$ млрд лет), оно все же является модельно-зависимым. Если в будущем наша космологическая модель будет уточнена или заменена на более совершенную, оценка возраста Вселенной также может измениться.

Ответ: Утверждать, что возраст Вселенной точно известен, нельзя. Это значение получено на основе стандартной космологической модели (гипотезы ΛCDM), параметры которой определены из совокупности астрономических наблюдений.