Химический состав вещества и возраст Метагалактики

Разнообразные методы исследования (спектральный анализ Солнца, звёзд и межзвёздной среды, изучение состава первичных космических лучей, химический анализ метеоритов и др.) позволяют оценить космическую распространённость химических элементов. Наиболее распространён простейший элемент – водород. Если распространённость водорода (Н) принять за единицу, то относительное содержание атомов гелия (⁴Не) составляет ~ 10^-1, дейтерия (изотопа водорода) ²D ~ 10^-5. Распространённость других элементов еще ниже. Часто распространённость элементов описывают не числом атомов, а их долей в общей массе космического вещества. Тогда, согласно наблюдениям, примерно 75 % массы приходится на водород и около 25 % – на гелий. Вклад других элементов существенно меньше. По современным представлениям, элементы от углерода до железа образуются в недрах звёзд: на спокойной стадии их эволюции как продукт термоядерных реакций, а более тяжёлые элементы – во взрывных процессах типа вспышек сверхновых. Благодаря вспышкам (взрывам) элементы попадают в межзвёздный газ.

Гелий и дейтерий также образуются и сгорают при термоядерных реакциях в звёздах, однако их фактическая распространённость свидетельствует о том, что в основном они имеют космологическое, дозвёздное происхождение.

 Среди множества элементов в земных породах и космическом веществе есть радиоактивные элементы, способные к самопроизвольному распаду. Естественно предположить, что радиоактивные элементы начали возникать вместе с образованием звёзд Галактики в процессах звёздного нуклеосинтеза. Учитывая как скорость образования таких элементов, так и скорость их распада, по современному относительному содержанию элементов удаётся оценить возраст Галактики. По данным о радиоактивном распаде элементов он составляет » (11–13) 10⁹ лет. К таким же величинам приводят оценки возраста звёзд на основе теории звёздной эволюции с начальным содержанием гелия (25 %) и водорода (75 %), а также оценки возраста звёздных шаровых скоплений. Последние данные наблюдательной астрономии увеличивают этот возраст до 15 млрд. лет.