V kosmologii se stářím vesmíru rozumí doba, která uplynula od velkého třesku. Nejlépe změřené stáří vesmíru dnes činí přibližně 13,8 miliardy let — konkrétně 13,798±0,037 miliardy let. Nejnovější a nejpřesnější měření poskytla sonda Planck. Tato měření vycházela z pozorování kosmického mikrovlnného záření pozadí (CMB) a z informací o rozpínání vesmíru.

Jak sonda Planck určila stáří vesmíru

Planck (vypuštěna v roce 2009) mapovala malé fluktuace teploty CMB na celé obloze s velmi vysokou přesností. Tyto fluktuace nesou stopu fyziky raného vesmíru — zejména akustických oscilací v horké plazmě před tzv. rekombinací. Analýzou tzv. akustických vrcholů v spektru anisotropií lze přesně určit několik klíčových kosmologických parametrů, například hustotu běžné hmoty, temné hmoty a hustotu temné energie.

Z těchto parametrů a z úhlového rozměru tzv. zvukového horizontu v době rekombinace se odvozuje současná rychlost rozpínání (Hubbleova konstanta v rámci modelu) a konečně i celkové stáří vesmíru v rámci standardního kosmologického modelu ΛCDM. Výsledkem je uvedená hodnota 13,798±0,037 miliardy let, která zahrnuje statistickou nejistotu měření i systématické efekty modelování.

Co přesně znamená číslo 13,8 miliardy let?

Toto číslo udává čas, který uplynul od okamžiku, kdy se vesmír začal chovat podle modelu velkého třesku až do současnosti. Neznamená to však, že v prvních sekundách bylo vše stejné jako dnes — jde o integrovaný věk, vypočítaný z historie rozpínání vesmíru.

Pro orientaci: epochu rekombinace, kdy se CMB uvolnilo a fotony mohly volně putovat, datujeme přibližně 380 000 let po velkém třesku. Od té doby uplynulo většina z celkových ~13,8 miliardy let.

Další metody určení stáří

  • Stáří nejstarších hvězd a hvězdokup (např. kulové hvězdokupy) – nezávislé od CMB, dávají konzistentní odhady pořadově kolem 12–13+ miliard let.
  • Radioaktivní datování v hvězdách (např. poměr izotopů uranu a thoria) – poskytuje direktivní dolní hranici stáří vesmíru.
  • Studium bílých trpaslíků a jejich chladnutí – další metoda pro odhad stáří hvězdných populací.

Nejistoty a otevřené otázky

Hodnota stáří závisí na předpokladech kosmologického modelu. V kontextu standardního modelu ΛCDM je odhad velmi přesný, ale existují napětí mezi hodnotami Hubbleovy konstanty získanými z CMB (pomocí Plancku) a z lokálních přímých měření (např. supernovy typu Ia a cepheidy). Lokální měření obvykle udávají vyšší hodnotu H0, což by v jednoduchém přepočtu vedlo k mírně mladšímu věku vesmíru. Toto napětí je v současné kosmologii aktivním tématem výzkumu a může poukazovat buď na nové fyzikální mechanismy, nebo na dosud neodhalené systématické chyby v měřeních.

Celkově však různé nezávislé metody ukazují na vesmír starý přibližně 13–14 miliard let, přičemž nejlepší současná hodnota pochází ze sondy Planck.