Уильям Томсон (1824—1907), впоследствии лорд Кельвин, рано сформировавшийся ученый, был назначен профессором физики в своем родном Глазго в возрасте 22 лет. Он был уже широко известен своими теоретическими и практическими достижениями в передаче электричества и телеграфии и тем, что сформулировал законы термодинамики, когда в 1862 г. занялся геологией. Он ограничил возраст Земли, исходя из трех независимых групп данных, касающихся: 1) источника солнечного тепла, 2) истории остывания Земли и 3) приливного трения в теле Земли.

Кельвин предполагал, что первичный источник энергии во Вселенной был только гравитационным. Солнце излучало энергию с чудовищной интенсивностью, и не было никакого возможного источника пополнения этой энергии; следовательно, жизнь Солнца в прошлом и будущем должна иметь границы. Рассмотрев все относящиеся к делу данные, он нашел неправдоподобным, чтобы Солнце освещало Землю 100 млн. лет, и почти наверняка оно не светило 500 млн. лет (возраст, вычисленный Дарвином по изучению скорости денудации в юго-восточной Англии). По словам Кельвина, Солнце обеспечивает энергией все процессы эрозии и денудации. Так как же может существовать униформизм, когда излучение Солнца со временем убывает? Хороший вопрос. Но в этом утверждении Кельвин исходил из двух аксиом: что гравитационный потенциал — единственный источник энергии внутри Солнца и что вещество и энергия неизменны с самого «начала».

Независимо от Кельвина его немецкий современник барон Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (1821—1894) показал, что если бы Солнце целиком состояло из раскаленного угля, оно должно было бы сгореть за 1500 лет, но если его тепло вырабатывается в результате сжатия под действием гравитации, то это может продолжаться в тысячу раз дольше, но все же только 1,5 млн. лет. В лекции, прочитанной в 1871 г.; он поддержал Кельвина, заявив, что гравитационная энергия уплотнения вещества могла обеспечивать солнечное излучение в течение 22 млн. лет и на нее можно рассчитывать еще многие миллионы лет в будущем.

Второй физический подход Кельвина был связан со скоростью остывания Земли, что уже рассматривали   ранее  Декарт Лейбниц (1646—1716) и Бюффон (1707—1788). Бюффон оценил возраст Земли в 75 000 лет. Кельвин собрал данные из шахт по температурным градиентам в недрах Земли; в среднем температура увеличивалась на 1 °F на каждые 100 футов глубины. Это в сочетании с удельной теплопроводностью горных пород дало ему скорость выделения тепла из земных недр. Поскольку сильно нагретые тела сначала теряют тепло с очень большой скоростью, которая со временем экспоненциально уменьшается, то даже если бы Кельвин допустил самую высокую возможную первоначальную температуру Земли, он смог бы вычислить, как долго она остывала, чтобы достичь современного теплового потока. Если из его данных взять экстремальные значения, то нижний и верхний пределы окажутся равными 20 и 400 млн. лет.

Третье свое ограничение возраста Земли Кельвин объяснил на собрании Геологического общества Глазго в 1868 г. Подсчитав величину замедления вращения Земли за счет приливного трения, он пришел к выводу, что Земля затвердела не более чем 100 млн. лет назад. Это замедление скорости вращения означает, что сутки становятся продолжительнее. Предполагая, что скорость вращения Земли была абсолютно постоянной, можно точно рассчитать меридиан, на котором должны были наблюдаться затмения в древние времена. Но данные античных авторов свидетельствовали о том, что те места, где наблюдались затмения, были расположены западнее. По расхождению меридианов и узнали точную величину запаздывания.