Кратчайшая история Вселенной. От Большого взрыва до наших дней (в сверхдоступном изложении)

Каждая последующая ступень усложнения, любое крупное событие прошлого, все вновь возникшие эволюционные разновидности основываются на том, что было раньше.

В нашей книге выделяется и четвертая фаза – фаза неопределенности, в которой сложность снова сделает рывок вперед и установит совершенно новый этап космической эволюции и исторических изменений. Возможно, человечество откроет дорогу ускоренному созданию и развитию искусственного интеллекта с самосознанием. Может быть, люди начнут загружать свое сознание в компьютеры и путешествовать по галактике. Не исключено, что квантовая физика научится беспрецедентно управлять структурными элементами и фундаментальными законами Вселенной. Все, что мы знаем наверняка, так это то, что если сложные структуры не будут полностью уничтожены, то новое нарастание их сложности – лишь вопрос времени. В мире людей изменения тоже происходят все быстрее и быстрее.

Живущие сегодня поколения людей играют ключевую роль в истории, которая разворачивается в течение 13,8 миллиарда лет. Познав свою долгую историю с самого начала, мы получаем больше возможностей строить долгосрочные планы на миллиарды лет вперед.

Часть I Фаза развития Земли до появления жизни 13,8 миллиарда – 3,8 миллиарда лет назад

1 Большой взрыв

Откуда берутся все «вещи» во Вселенной Возникает пространство и дает нам место, куда мы можем сложить эти «вещи» • Появляется время и позволяет этим «вещам» изменять форму (то есть обретать свою историю) • Все эти «вещи» – первичная энергия и материя, которые превращаются в разнообразные «штуки» вокруг нас

Взрыв. 13,8 миллиарда лет назад возникло крошечное горячее белое пятнышко. Оно было настолько маленьким, что на первых порах его было невозможно разглядеть невооруженным глазом, а только в самый мощный современный микроскоп, если бы он тогда существовал.

Так возникла совокупность пространства и времени, содержащая внутри себя чрезвычайно горячую, плотно упакованную энергию. Вне этого образования не существовало ничего. В этом пятнышке находились все компоненты для всего, что было во Вселенной. С тех пор они только изменили форму, будто Вселенная была комочком глины, в течение миллиардов лет снова и снова принимавшим мириады разнообразных форм.

Абсолютная точка отсчета всей истории – это 10^–43 секунд после Большого взрыва, или 1 с сорока двумя нолями после запятой: 0,0000000000000000000000000000000000000000001.

Крошечная доля секунды. Это наименьший отрезок времени, который мы в состоянии измерить. Меньшая доля времени была бы физически бессмысленной, поскольку ничто во Вселенной не может двигаться с такой скоростью, чтобы показать даже малейшее изменение за меньший промежуток времени. 10^–43 секунд – время, необходимое свету, чтобы пройти наименьшее расстояние на квантовом уровне. Любой меньший отрезок времени (например, 10^–50 секунд) выглядит точно так же, как 10^–43 секунд. Это похоже на первый кадр фильма.

Вселенная была меньше атома, меньше даже одной из частиц, составляющих этот атом. Из-за давления, поскольку все во Вселенной было заключено в маленькое пространство, оно было невероятно горячим – 142 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 градусов по Кельвину [1] , или 142 нониллиона градусов (настолько высокая температура, что по Цельсию или Фаренгейту получится примерно одно и то же число). В условиях столь высокой температуры сами законы физики не могли действовать согласованно, находясь как бы в «расплавленном» состоянии. Поистине чистейший хаос, настоящая «Алиса в стране чудес» плюс пол-литра наркотиков.

1

0 по Кельвину равен минус 273,15 °C. – Здесь и далее, если не указано иное, прим. ред.

Спустя крошечную долю секунды, через 10^–35 секунды после Большого взрыва, Вселенная расширилась до размеров грейпфрута. Такой ее уже можно было бы увидеть невооруженным глазом. Она остыла до 11,3 октиллиона градусов по Кельвину (1 000 000 000 000 000 000 000 000 000), и этого оказалось достаточно, чтобы четыре основные физические силы «затвердели» в своей нынешней форме. Гравитация, электромагнетизм, сильные и слабые ядерные взаимодействия стали когерентными. Теперь мы являлись Вселенной, управляемой законами физики. Если бы физические законы утвердились в несколько ином соотношении, Вселенная развивалась бы совершенно иначе.

За это время пульсация на квантовом уровне заставила крошечные булавочные уколы энергии объединиться. На тот момент энергия во Вселенной распределялась несколько неравномерно. В дальнейшем сгустки энергии превратятся во все «вещи» во Вселенной: материю, сложные структуры, звезды, планеты и живые существа, включая, вот, например, лично вас.

Через 10^–32 секунды после Большого взрыва размер Вселенной увеличился примерно до одного метра, и самая тяжелая часть работы завершилась. Часы завелись, их механизмы пришли в движение и начали тикать. С первой доли секунды наша судьба уже была вплетена в саму ткань космоса. Остальное, как говорится, уже история.

В течение следующих 10 секунд Вселенная выросла до размера в 10 световых лет, закручиваясь затвердевшими из чистой энергии крошечными частицами, и продолжала охлаждаться до 5 миллиардов градусов по Кельвину. Существовали только кварки и антикварки, электроны и позитроны, противоположные друг другу, материя и антиматерия. Подавляющая часть материи столкнулась с антиматерией и со вспышкой взорвалась, снова превратившись в энергию. Лишь одна миллиардная часть материи не смогла найти визави среди антиматерии, и именно эта крошечная часть материи образует все «вещи» во Вселенной, которые мы видим сегодня. Так в течение первых 10 секунд истории происходит чудо, которое спасло нас от небытия.

В течение последующих трех минут Вселенная продолжала расширяться. Ее размеры составили более 1000 световых лет – море, в котором господствовала плотная безжалостная радиация. Оставшиеся в живых кварки под воздействием все еще интенсивного тепла соединились в протоны и нейтроны. Протоны и нейтроны в свою очередь сформировали ядра атомов водорода и гелия. Водород и гелий стали самыми первыми и простейшими из всех существующих элементов. Для ядра водорода достаточно всего одного протона. Гелию требуется больше составных элементов, и поэтому он оказался в меньшинстве. Температура Вселенной опустилась ниже 100 миллионов градусов по Кельвину слишком быстро, чтобы успели образоваться многие другие элементы (наблюдаются лишь следы первичного лития и бериллия). Более сложным элементам пришлось ждать многие миллионы лет, пока не сформировались звезды.

Вселенная расширялась и охлаждалась тысячи лет – дольше, чем на данный момент существует Homo sapiens. Через 380 000 лет после Большого взрыва Вселенная была размером более 10 миллионов световых лет и остыла до 3000 градусов по Кельвину – это в два раза горячее лавы и достаточно, чтобы расплавить золото или заставить алмаз таять, как кубик льда в летний день. Жара по-прежнему хватало, чтобы не допустить формирования большинства сложных структур, но в результате понижения температуры ядра водорода и гелия смогли захватывать электроны и становиться полноценными атомами. Вселенная начала заполняться облаками газа.

Вселенная также стала менее плотной, что впервые позволило фотонам света свободно проходить сквозь густую массу радиации и первоматерии. Когда фотоны устремились во всех мыслимых направлениях, произошла ослепительная вспышка света. Она известна как космический микроволновый фон, реликтовое излучение, и в настоящее время обнаруживается во Вселенной во всех направлениях. По сути, если вы настроите свое радио или телевизор только на статические помехи, около 1 % этих помех будет исходить от реликтового излучения. Это первая фотография Вселенной в младенческом возрасте и первый очевидный артефакт нашего далекого прошлого.