Материал взят с AdMe. Приятного прочтения.
ПОЯВЛЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ
Как родилась наша Вселенная? Если на это ответить трудно, тогда как насчёт такого вопроса: "Что вообще было до нашей Вселенной?". Пока учёные ищут ответ на самый сложный вопрос в истории, давайте узнаем, к чему они всё-таки пришли. В 20-ом веке на эту тайну пролил свет один великий человек - Эдвин Хаббл. Однажды на горе Вилсон в южной Калифорнии он направил свой телескоп на небо и обнаружил, что облака газа, которые там летают повсюду, на самом деле являются другими галактиками, и их там очень много. А также он узнал то, что навсегда изменило мир - они движутся! "Ну и что?" - спросите вы. Однако это означало одну очень важную вещь: Вселенная расширяется. А если она расширяется, с чего-то это всё началось. Не так ли? Остаётся лишь запустить время вспять и посмотреть, с чего именно. Учёным потребовалось ещё много лет, чтобы выработать полноценную теорию - теорию Большого взрыва. Ничто царило повсюду. И не существовало понятий "когда" и "где". Была лишь космическая сингулярность. Это состояние нашей Вселенной, в котором она была невероятно маленькой, плотной и очень горячей. Представьте, что наша Вселенная была сжата в маленький шарик. Давление и температура внутри были огромны. В какой-то момент противостоять этому стало невозможно, и произошёл Большой взрыв. Выброс энергии и материи титанической силы, который и создал всё, что мы сейчас видим💥💥💥
Время и пространство, основные физические силы и кварки. Всё это появилось благодаря Большому взрыву. Кварки - крошечные частицы, из которых состоит наш мир, кипели в горячем космическом бульоне. Когда он остыл, гравитация начала притягивать их друг к другу. Они собирались в атомы, затем в молекулы, а затем в 1-ые объекты - в звёзды. И всё это произошло каких-то 12-14 миллиардов лет назад. Итак, теперь мы знаем, как возникла наша Вселенная, НО... что же было до этого?
Алан Харви Гут - американский физик-теоретик и космолог. Он посвятил всю свою жизнь разгадке этой тайны. Он обнаружил некоторые недостатки в теории Большого взрыва. Например распределение материи было очень равномерным, хотя этого не должно было быть. Подвесим к потолку воздушный шар, наполненный краской и постелим на пол белый холст. При падении шарик лопнет и на холсте будет абсолютный хаос. Куча разных пятен, беспорядочно разбросанных повсюду. Но всё совсем не так, как выглядела ранняя Вселенная. Вместо того, чтобы бросать шар, давайте нарисуем на холсте маленькую красную точку. Теперь немного её увеличим. И ещё немного. Если запечатлеть это покадровой съёмкой, то мы увидим круг, постепенно растущий во всех направлениях. Такова реальность. Ранняя Вселенная была ровной и пропорциональной. Это и было открытие Гута - теория Инфляции. Согласно ей до Большого взрыва существовала какая-то сила, которая могла придать взрыву мощное ускорение. Нечто, что мгновенно и равномерно распределило всё в пространстве. Теория Гута имела большой успех и теперь от неё отталкиваются многие учёные. Для большинства из них эта идея о рождении Вселенной вполне достаточна.
Для большинства, но не для всех. Например 1 немецкий профессор физики полагает, что Вселенная родилась совсем по-другому. Помните мы говорили о космической сингулярности, то есть о состоянии Вселенной, в котором она была маленькой, плотной, и сверхгорячей? Согласно теории профессора физики космическая сингулярность не могла возникнуть из ниоткуда - это же чушь. Но тогда - как же она появилась? Давайте взглянем на маятник старых часов, который качается вправо и влево. Он движется плавно, непрерывно и безостановочно. Именно так мы и видим время. Оно течёт и не останавливается, однако квантовое время так не работает. Оно больше похоже на секундную стрелку часов. Оно состоит из небольших сегментов и делает короткие паузы, как секундная стрелка часов. Начало одного отрезка времени - всегда конец другого. Понимаете, к чему это?
Давайте снова вернёмся к воздушным шарам. Согласно теории Большого взрыва еогда-то совсем давно наша Вселенная начала расширяться, надуваться как воздушный шарик. Но рано или поздно шарик сдувается, Вселенная начнёт сжиматься и вернётся в состояние космической сингулярности. И что будет потом? Ещё 1 Большой взрыв. Ничто не появляется из ниоткуда и не исчезает в никуда. Согласно рассмотренной нами теории начало одной Вселенной - конец предыдущей. Наша Вселенная не первая и не последняя. Миллионы подобных Вселенных существовали до нас и будут существовать после.
Эта теория хоть и звучит очень логично, далека от завершения. К сожалению у нас недостаточно знаний, чтобы найти все доказательства, так что пока это всего лишь гипотеза. Однако некоторым учёным приходят в голову ещё более странные идеи. Порой они уж совсем необычные.
Нил Турок (южноафриканский физик) и его коллега Пол Стейнхардт (американский физик-теоретик) ищут ответы далеко за пределами нашей Вселенной. Они согласны, что наша Вселенная не первая, их было и будет бесконечное множество. Согласно их теории наша Вселенная всего одна из бесконечного числа других. И все мы застряли в цикле бесконечных перерождений параллельных миров. Звучит странно и пугающе, но как это работает? Согласно этой теории, наша Вселенная расположена в так называемой бране, как в мембране. То есть мы застряли на какой-то эластичной поверхности, которая способна сжиматься, растягиваться, колебаться и так далее. Подобно кускам ткани на верёвке эти параллельные Вселенные находятся рядом друг с другом, у каждой из них есть сосед, и мы не исключение. Другая Вселенная может находиться в сантиметре от нашей, но мы не можем её видеть, потому что между нами есть пространство с 4-ым измерением.
Как возникают эти Вселенные? Через столкновения бран. Эти браны очень медленно сближаются друг с другом, пока однажды наконец не столкнутся. Это создаёт 2 больших взрыва и 2 параллельные Вселенные, которые затем друг от друга отдаляются. Новые миры продолжают жить. Сейчас мы находимся именно на этой стадии, но когда они исчезают, браны снова сталкиваются и это приводит к рождению 2 новых Вселенных.
Помните теорию Инфляции? Какая-то таинственная энергия подтолкнула и устроила Большой взрыв. Да, если мы и правда столкнулись с другой Вселенной, это бы всё объяснило. Конечно всё написанное здесь является большим упрощением. Когда мы слышим, что наш мир - это кусок ткани на верёвке - это звучит глупо. Но эта идея основана на теории Струн и М-теории - 2 гигантов квантовой механики. Если они окажутся правдой, то смогут объяснить почти всё в нашей Вселенной.
Создание теории - невероятно сложный процесс. Турок и Стейнхардт произвели огромное количество вычислений и отвергли множество нерабочих теорий. Чтобы в этом разобраться, им пришлось выйти за пределы человеческого разума и мыслить сразу в 11-ти измерениях. К сожалению над этой невероятной и элегантной теорией лишь посмеялись. Турок и Стейнхардт говорят, что учёные - обычные люди, такие же, как и все остальные. Они также боятся перемен и неизвестности. Всегда страшно подвергать сомнению всё, во что мы верим. Много лет назад люди не верили, что Земля круглая, тогда они были возмущены теорией Большого взрыва. Нельзя делать открытия без борьбы и страха. Вот почему Турок и Стейнхардт не собираются сдаваться. В конце концов имеющиеся доказательства говорят о том, что каждая из 3 теорий в равной степени возможна. Так какая из них верна? Возможно мы никогда этого не узнаем, по крайней мере в ближайшее время. К сожалению пока мы можем только строить теории, но может быть однажды мы найдём то, что откроет нам глаза, и мы разгадаем тайну того, как возникла наша Вселенная...
СМЕРТЬ ГОЛУБОЙ ПЛАНЕТЫ
Так кто же в конце концов будет виноват в уничтожении нашей планеты? Солнце или огромный метеорит? Или какая-нибудь болезнь? Скорее всего нет. Возможно жизнь на Земле исчезнет по очень неожиданной причине. Из-за кислорода, а точнее из-за его отсутствия. Недавние исследования показали, что число пресных резервуаров с очень низким уровнем кислорода или его полным отсутствием в прибрежных районах увеличивается по всему миру. За последние 65 лет в Мировом океане появилось в 4 раза больше вод с дефицитом кислорода. Что всё это значит? Вероятно жизнь на Земле исчезнет гораздо раньше, чем солнечная энергия иссушит все океаны. Скорее всего конец наступит чуть более чем через 1 000 000 000 (млрд) лет. Однако это не значит, что планета тоже исчезнет. Период, когда Земля будет наполнена кислородом, составит 20-30% от общего срока жизни планеты, так что мы здесь лишь временные гости. Только подумайте, насколько это долго - 1 миллиард лет! Первые Homo sapiens появились около 300 000 лет назад, то есть вся история человечества занимает менее полумиллиона лет. Поэтому расслабьтесь, миллиард лет не пролетит слишком быстро. К тому времени людей уже не будет на Земле. Мы можем овладеть космическими путешествиями и найти новую планету в необъятных глубинах космоса, но почему мы можем терять воздух?
По мере того, как Солнце нагревает планету, она становится всё теплее и теплее, и это тепло разрушает углекислый газ - газ, необходимый всем растениям для фотосинтеза, побочным продуктом которого является кислород. При снижении уровня углекислого газа увеличивается содержание метана, а этот газ весьма вреден для нас. Звучит логично, но это второстепенная причина нехватки кислорода. Настоящая проблема заключается совсем в другом.
Когда Солнце станет ярче, оно начнёт нагревать горные породы на Земле, такие как гранит и базальт. Эти породы начнут быстрее разрушаться. Разрушаясь, они забирают из воздуха углекислый газ, который согревает нашу планету. Если в воздухе станет меньше углекислого газа, Земля станет холоднее. Но Солнце будет светить сильнее, и его тепло перевесит эффект охлаждения, поэтому даже если убрать углекислый газ, Солнце будет палить так сильно, что наша планета всё равно станет очень горячей. Когда наша звезда светит более интенсивно, оно наряду с другими природными факторами способствует разрушению базальта и гранита. Эти породы смешиваются с водой и углекислым газом, образуя карбонаты, которые уходят вглубь Земли. При этом из воздуха уходит углекислый газ, а значит растения не могут производить столько кислорода. Кроме того вулканы также выделяют газы, которые уменьшают количество кислорода в воздухе. Таким образом Солнце, разрушая горные породы, влияет на то, что происходит внутри Земли и контролирует количество кислорода в атмосфере. Примерно через 1 000 000 000 лет наше светило станет настолько ярким, что никакие камни не смогут спасти Землю от его жара, а улетучивающиеся газы остановят фотосинтез - производство кислорода. Тогда Голубая планета вернётся к состоянию, в котором находилась около 2,4 млрд лет назад - к тому времени, когда началось великое событие окисления.
И это событие было гораздо важнее, чем скажем 1-ые Олимпийские игры или рождение человечества. Миллиарды лет назад на Земле почти не было кислорода - вместо него был суп из таких газов как азот, аммиак, метан, углекислый газ и другие. Да, эти газы присутствуют в атмосфере и сегодня, но ранее их было гораздо больше. В таких условиях трудно было зародиться какой-либо форме жизни, но после некоторой борьбы это удалось. Сначала Голубую планету населяли простейшие бактерии, в том числе и цианобактерии. Последние научились производить кислород, используя солнечный свет, воду и углекислый газ. Эти бактерии работали миллионы и миллиарды лет и произвели так много кислорода, что он начал накапливаться в воздухе. Это было то, что мы сейчас называем великим событием окисления. Это было похоже на великий праздник жизни, так как благодаря кислороду могли появиться новые живые существа. Но цианобактерии научились фотосинтезу не потому что им захотелось производить много кислорода. Он был лишь побочным продуктом. Цианобактерии хотели только одного - получить как можно больше энергии, и именно для этого они освоили фотосинтез. Он помогал накапливать энергию, используя солнечный свет. Они задействовали специальные пигменты для поглощения света, а результатом этого процесса было выделение кислорода. Так продолжалось сотни миллионов лет, и вот, в какой-то момент кислорода стало слишком много, и он начал портить газы, бывшие там ранее. Например он съел много метана. Из-за этого Земля немного остыла и начался ледниковый период, но это уже другая история. Короче говоря через миллиард лет мы рискуем вернуться в то непростое время, однако стоит надеяться, что человечество сможет перебраться на другую планету или придумать какое-то другое решение.
А что будет с нашей родной планетой дальше? Сможет ли там зародиться новая жизнь без такого количества кислорода? Это возможно, но будет гораздо сложнее. Для нового процесса потребуется ещё 1 источник энергии помимо нашего светила. Это могут быть, например, гидротермальные источники. Кстати на Земле есть экосистемы, использующие этот вид энергии. Одну из них можно найти в пещере Мовиле в Румынии. Представьте себе место, где почти нет кислорода. Там темно, так как солнечные лучи туда не доходят. За миллионы лет эволюции в этой пещере развилась уникальная и немного жутковатая форма жизни. Впервые её обнаружили в 1986 году, и учёные до сих пор продолжают исследовать это место.
Вход в пещеру - это всего лишь небольшое отверстие в земле, узкий тоннель уходит глубоко под поверхность Земли. Внутри пещеры воздух наполнен сероводородом и углекислым газом, а кислорода там вдвое меньше, чем на поверхности. Человек не может находиться там без специальной маски, но для местных форм жизни там дом и они чувствуют себя прекрасно. В пещере обитает несколько десятков видов, и многие из них не встречаются нигде больше на планете. Здесь можно увидеть странных маленьких монстров: белых улиток, белых пауков, сороконожек с длинными усами, прозрачных креветок и даже неизвестные виды пиявок. Поскольку в пещере нет света, всем этим существам не нужны глаза. Они слепые, но у них длинные чувствительные антенны и лапки, которые помогают тем ориентироваться в пространстве. У них также нет цветного пигмента, поэтому все эти жуки и пауки либо белые, либо прозрачные. Но если там так мало кислорода и никто не занимается фотосинтезом, то как же вся эта жизнь выживает?
Всё благодаря уникальным бактериям автотрофам. Они поглощают углекислый газ и производят питательные вещества. Эти бактерии служат пищей для других организмов, а те в свою очередь становятся обедом для более крупных существ. Таким образом в пещере выстроилась целая пищевая цепочка, которая обеспечивает едой всех её обитателей. Эволюция создала уникальную экосистему, существующую отдельно от основного мира - это как маленькая Вселенная, развивающаяся по своим собственным правилам. Однако эта Вселенная не расширяется, так как все живые существа здесь не могут жить вдали от гидротермальных источников и автотрофов. В противном случае, откуда бы они получили свою энергию?
Ну а давайте представим, что Солнце охлаждается, весь кислород исчезает, и вся планета покрывается гидротермальными источниками. Воздух наполнен метаном, углекислым газом и другими веществами. И каким-то образом зарождается жизнь. В какой-то момент появляются даже люди! Как бы они выглядели? Бледные, худые, слепые существа с очень длинными руками, которые помогают им ориентироваться в пространстве. У них есть домашние животные - большие сороконожки или тараканы, которые бесшумно передвигаются по Земле. Люди также молчат, так как у них нет лёгких, наполненных воздухом, чтобы кричать. В мире царит тишина - люди общаются с помощью прикосновений, никто не путешествует. Все живут отдельно - рядом со своим гидротермальным источником. Вся Земля превратилась в фильм ужасов...
🍀🌸🍀На этом всё! Приглашаю вас в свой телеграм канал c фактами обо всём: https://t.me/a_lot_of_facts