Чего не знает современная наука
Шрифт:
Однако накапливалось все больше фактов, противоречащих таким представлениям. Среди них – гравитационный, космологический парадоксы, гипотеза о тепловой смерти Вселенной. Гравитационный парадокс состоит в том, что если заполнить все бесконечное пространство равномерно распределенной массой, то невозможно будет объяснить видимое движение небесных тел. Фотометрический парадокс говорит о том, что если во Вселенной бесконечно много звезд, то яркость ночного неба должна быть больше яркости Солнца. Тепловая смерть Вселенной должна наступить, так как все пространственные неоднородности температуры со временем сглаживаются, и Вселенную ждет будущее, в котором все пространство будет однородным и нагретым до температуры чуть выше абсолютного нуля.
Эти и другие трудности привели А. Эйнштейна к необходимости пересмотра классических представлений о пространстве, времени и тяготении, в результате которого родилась общая теория относительности, а чуть позже (в 1917 году) – и первая модель
В 1922–1924 годах Александр Фридман, петербургский физик, получил первые нестационарные решения уравнений А. Эйнштейна. Эти решения показывали, что Вселенная может либо расширяться, либо сжиматься. Многие физики и сам А. Эйнштейн к этим решениям отнеслись как к математическому фокусу, лишенному физического смысла, – настолько укоренившимся был стереотип раз и навсегда созданной Вселенной. Однако открытие астрономом Э. Хабблом в 1928 году Красного смещения в спектрах далеких звезд подтвердило, что Вселенная расширяется. Анализ этого факта и других, появившихся позже, позволяет сейчас говорить о том, что около 13,7 млрд лет назад Вселенная действительно родилась из точки или, точнее, из колоссально малой области пространства. С этого момента, по представлениям современной науки, и начало свой бег время и родилось пространство. Эта теория в науке стала общепринятой и получила название теории Большого взрыва. Блестящим, хотя и косвенным подтверждением ее явилось открытие в 60-х годах XX века реликтового космического излучения. За это открытие его авторы были удостоены Нобелевской премии.
Дальнейшие исследования показали, что глобальные процессы изменения Вселенной на первых порах шли с колоссально большой скоростью, потом характерный темп этих процессов качественного изменения форм Вселенной замедлился – лишь ее видимые границы продолжают увеличиваться со скоростью света. В этом смысле творение Вселенной от полной непроявленности до появления светил (первых звезд) действительно произошло за относительно короткий срок (по сравнению со временем существования Вселенной) – в этом смысле можно говорить о том, что в какой-то степени реализуется гипотеза креационизма. В то же время мир действительно развивается путем усложнения от первозданной первоматерии (Хаоса), как это описано в эволюционистских сюжетах. К такого рода парадоксам, когда для описания явления привлекается два (и более) подхода, на первый взгляд противоречащих друг другу, привыкла современная наука: в XX в. Нильс Бор сформулировал принцип дополнительности, философская трактовка которого состоит в том, что сложное явление требует для своего описания нескольких языков, вскрывающих разные его грани.
Современные наблюдения позволяют утверждать, что процессы творения Вселенной отнюдь не закончились. Как в космических масштабах, так и в масштабах микрокосмоса (то есть в упорядоченных сложных системах – планета, человечество, этнос, биологический вид, организм и т. п.) идут процессы творения по сценариям, схожим с мифологическими. Тем самым мифы о сотворении дают универсальные модели рождения и развития как всего космоса в целом (Большой взрыв), так и его малых частей («маленькие Большие взрывы»). Наличие «маленьких Больших взрывов» делает несостоятельной и гипотезу тепловой смерти Вселенной. Можно образно сказать, что в мире действуют две силы: первая – активно творящая, имеющая взрывной характер, и вторая – ограничивающая, придающая формы результатам безудержного творения; гармоничное существование мира зависит от равновесия между этими силами. На символическом языке мифа эти силы олицетворяют боги: Дионис и Аполлон в Древней Греции, Вишну и Шива с одной стороны и Брахма с другой в Древней Индии и т. п.
Алексей Чуличков, д-р физ. – мат. наук, МГУ
Неслучайная случайность. Возникновение жизни на Земле
Случайно ли возникла жизнь на Земле, или ее создал Творец? Издавна споря друг с другом по этому вопросу, натурфилософы и теологи почему-то не обращают внимания на то, что в любом случае для перехода неживой материи в живую необходим целый комплекс планетарных и даже космогонических условий. И на самом деле, мы наблюдаем поразительно целенаправленное влияние совершенно разных, не связанных между собой никакими причинно-следственными отношениями феноменов, «устремленных» на формирование живой материи, без которых никогда бы не возникла на Земле «животворящая» экологическая ниша.
Начнем с положения Солнца в Галактике. Радиус Млечного Пути 20 000 парсек, и в своем движении вокруг ядра наша Галактика разделяется на четыре спиральных рукава. Между рукавами Стрельца и Персея нет активного звездообразования, и именно в этой спокойной области шириной не более 800 парсек, вдали от вспышек сверхновых звезд и столкновений с другими звездными образованиями, находится
наша Солнечная система.Солнце движется по эллипсу, плоскость которого почти параллельна плоскости Галактики. Это исключительно важно, потому что даже малое наклонение орбиты Солнца к плоскости Галактики привело бы к нарушению стабильности облака Оорта, откуда на Землю обрушился бы уничтожающий все живое кометный град.
Наше Солнце – желтый карлик класса G2, в Галактике и за ее пределами не обнаружено ни одной звезды, основные физические характеристики которой полностью совпадали бы с параметрами Солнца и способствовали бы возникновению живой материи.
Солнечная система образовалась путем конденсации газопылевой туманности 5 миллиардов лет тому назад, при этом масса и химический состав центральной звезды оказались таковы, что обеспечили ее продолжительное и равномерное свечение в течение всего этого времени. Если масса любой новообразованной звезды меньше 1,4 массы Солнца, то в результате своей скоротечной эволюции она превращается в горячий и плотный белый карлик, остывающий в течение сотен миллионов лет. Наоборот, звезды с массой от 1,4 до 2,5 масс Солнца не могут перейти в устойчивое состояние белого карлика и, сбросив оболочку, катастрофически быстро сжимаются до нескольких километров в диаметре, разогреваясь при этом до сотен миллионов градусов, и потом, стремительно остывая, превращаются в «плотно упакованные» нейтронные звезды.
Важным для сохранения жизни и наиболее существенным свойством нашего светила является практически постоянное в течение четырех миллиардов лет излучение с колебанием энергии в пределах 1–2 %, что благотворно сказалось на эволюционных преобразованиях неживой материи на Земле. Казалось бы, в таких же условиях неизменности исходящего от Солнца светового потока находятся и другие планеты земной группы: Меркурий, Венера, Марс, – однако никакой белковой активности на них пока не обнаружено. Возможно, потому, что в отличие от них Земля отстоит от Солнца на расстоянии, которое обеспечивает поддержание освещенности мощностью 1370 джоулей на один квадратный метр ее поверхности. Энергетический поток, приходящий от Солнца на Землю, зависит в большой степени от расстояния до Солнца, и именно этот параметр земной орбиты создает самые благоприятные условия для зарождения и существования живых организмов!
По расчетам астронома Харта, если бы орбита Земли была ближе к Солнцу всего на 5 %, то первичная вода никогда бы не сконденсировалась в моря и океаны. Из-за парникового эффекта наружная оболочка Земли перегрелась бы и стала схожа с поверхностью Венеры. Если бы, наоборот, расстояние от Солнца до Земли было больше всего на 1 %, то за счет подавления парникового эффекта началось бы разгоняющееся оледенение планеты.
Постоянство падающего в течение года на Землю солнечного потока поддерживается еще одним параметром земной орбиты – ее эксцентриситетом, который равен 0,02 и обеспечивает почти круговое движение планеты вокруг Солнца. Всем известны сезонные изменения климата, чередующиеся для Северного и Южного полушарий и связанные с наклоном экваториальной плоскости Земли к плоскости ее орбиты. Если бы эксцентриситет последней был больше, то на существующие на Земле сезонные колебания температуры наложились бы контрастные перепады солнечной энергии, приводящие к переохлаждению, когда планета находится в точках апогея, и перегреву, когда она проходит точки перигелия. При таких гипотетических условиях поверхность Земли превратилась бы в ледяную пустыню, где не смогли бы развиться сложные органические структуры.
В 1996 году китайские геологи обнаружили на горе Янышань окаменелые остатки сине-зеленых водорослей, которые под воздействием солнечного света приобретали светлый оттенок и росли вертикально, а после захода солнца становились темнее и росли горизонтально. Ученые рассчитали ежедневный, месячный и годовой ритмы роста водорослей. Выяснилось, что 1,3 миллиарда лет назад год на Земле был равен примерно 567 суткам, длившимся около 15,5 часов. На основе этих данных можно сделать интересный вывод: за 1,3 миллиарда лет продолжительность года на Земле не изменилась. Действительно, древний год длился 567 x 15,5 = 8788 часов, и это с точностью до 0,5 % равно продолжительности современного года: 364,25 x 24 = 8742 часов. Такая стабильность благоприятно сказалась на развитии жизни на планете.
Из приведенных данных также следует, что отношение времени оборота Земли вокруг своей оси ко времени ее обращения вокруг Солнца за последние 1,3 миллиарда лет увеличилось с 0,0273 до 0,0658. Для Венеры и Меркурия эти отношения равны 1,1 и 0,68 соответственно, что объясняется неравенством нулю момента сил, действующих на планеты, форма которых отлична от сферической. Из-за этого угловые скорости планет со временем уравняются с их вращением вокруг Солнца, и они будут обращены к нему, как Луна к Земле, всегда одной стороной. Сторона, повернутая к Солнцу, раскалится до предела, а на противоположной будет царствовать космический холод. Землянам эти катаклизмы не грозят, так как вязкое железо-никелевое ядро нашей планеты совпадает с ее осью вращения, что препятствует замедлению вращения и синхронизации ее угловой скорости со скоростью вращения вокруг Солнца.