Н. Н. Непомнящий
100 великих тайн доисторического мира
Земля и Вселенная: тайны остаются
Как родилась Вселенная
Есть вопросы, ответы на которые терзают людей со времени их появления на Земле. И главный из них, пожалуй, – откуда произошла Вселенная и как возник сам человек? И как видится, основных ответов представляется как максимум два: теория эволюции Дарвина (и базирующиеся на ней, но несколько разбегающиеся в разные стороны, но дополняющие ее версии) и так называемый креационизм. В сущности, они противоположны.
Картина возникновения Вселенной, именуемая креационизмом, состоит в том, что весь мир и все виды живых созданий, включая человека, порождены Богом. Любопытно отметить, что почти все существующие фундаментальные законы (такие как второе начало термодинамики, закон сохранения энергии) непосредственно согласуются с этой теорией.
Однако по соображениям идеологии господствующее положение в образовании и науке занимает теория эволюции Дарвина. Но дело в том, что современная версия этой теории содержит значительные противоречия, из которых явствует, что научной эту теорию считать никак нельзя.
Интересно, что в картине мира, созданной британским натуралистом и путешественником Чарлзом Дарвином, вполне находилось место и Господу Богу. Правда, по представлению ученого, Тот потрудился лишь над первоначальными видами, а далее уже поработал и потом безраздельно господствовал естественный отбор.
Младший современник Дарвина, британский биолог Альфред Уоллес практически в то же время также додумался до естественного отбора. Однако Уоллес полагал, что человек отличается от животных психической деятельностью, а мозг, по его мнению, не мог быть следствием естественного отбора, то есть тут не обошлось без вмешательства Бога.
Ну а в современной эволюционной теории происхождения Вселенной Бога уже нет – тут все подчинено слепому отбору…
Напомним, что само понятие «эволюция», которое означает постепенное ровное безостановочное изменение и усложнение объекта, известно философам с давних времен. Подобные идеи высказывались еще Фалесом, Эпикуром и другими мудрецами Античности. Уже Эмпедокл из города Акраганта предполагал, что растения на Земле появились значительно раньше, чем животные. По представлениям Анаксимандра из Милета, в водоемах древней планеты обитали животные, напоминавшие больших чешуйчатых рыб, которые впоследствии выползли на сушу, постепенно лишились чешуи и превратились в обычных животных и человека. Значительную роль в популяризации таких идей оказали мифы Среднего Востока, например вавилонские предания о происхождении мира и легенды о причудливых страшилищах, которые тоже появились на Земле не просто так…
Так уж сложилось, что в Средние века и Новое время в Европе происхождением Вселенной занимались не столько биологи, сколько философы. Приверженцами эволюционных идей были немецкие философы Шеллинг и Гегель. Голландский естествоиспытатель Ян Сваммердам допускал происхождение всех видов от одного-единственного предка. Французские философ Дени Дидро и ученый Пьер Луи Моро де Мопертюи – автор теории мутаций, уже в те годы занимавшийся скрещиванием различных видов, – являлись стойкими приверженцами версии естественного отбора. Английский натуралист Эразм Дарвин, дед Чарлза Дарвина, а также французский натуралист Жорж Луи Леклерк де Бюффон частично допускали теорию эволюции и принимали ее постулаты.
В картине мира, созданной Чарлзом Дарвином, вполне находилось место и Господу Богу
Первым идеи эволюции применил французский ученый-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в своей теории органического мира. Из нее следовало, что живые организмы стремятся к развитию собственных признаков, применяя при этом их наследование. Хотя ученый и ошибался по поводу причин развития и изменения этих признаков, поскольку последние, не относящиеся к половым клеткам, переходить по наследству не могут, явление эволюции он представил достаточно явственно.
Ну а немецкий философ Иммануил Кант имел смелость высказать предположение, что высшие организмы вполне могут развиться из низших, называя такой подход «рискованным приключением разума», поскольку подтверждений его опытным путем тогда не имелось.
Само собой разумеется, в XVIII и XIX вв. все попытки объяснения изменчивости мира, которые не были связаны с вмешательством сверхъестественных сил, рассматривались как новаторские и не укладывались в царившую тогда церковную доктрину. В начале XIX в. о ее сути доходчиво написал англиканский священник Уильям Пэйли в книге «Естественное богословие». Он предположил, что человек, прогуливающийся по полю и нашедший часы, не подумает о самопроизвольном их появлении, а вполне здраво рассудит, что есть часовщик, который часы сконструировал. Поэтому теория происхождения Вселенной не может не учитывать то, что этот мир намного сложнее часов и Мастер у него быть просто обязан.
Уже в прошлом веке ярый эволюционист Ричард Докинз продолжил заочный спор со священником и в 1986 г. выпустил книгу «Слепой часовщик», в которой указывал на погрешности и ошибки в «механизме» живых организмов. В частности, он не находил объяснения присутствию в геноме человека бесполезного и опасного «мусора» и с юмором писал: «Такое мог сотворить лишь слепой часовщик, а не мудрый Творец».
Правда, тогда Докинз еще не ведал о том, что последуют более поздние открытия касательно того, что «мусор» также играет важную и не до конца еще понятную роль в генах человека…
Время всегда берет свое, и на протяжении всего периода вызревания у Дарвина теории происхождения Вселенной, да и в последующие 20 лет ее разработки естественные науки, особенно геология, обогатились новыми фактами, которые наглядно показали «ненужность» идеи часовщика в эволюции физического и органического миров.
В Англии, да и в остальной Европе, имеется достаточно мест с вышедшими на поверхность пластами горных пород, которые можно было изучать без затруднений и которые дали ученым много наглядного материала. В первой половине XIX в. английский геолог Чарлз Лайель выдвинул униформистскую гипотезу истории Земли, по которой основные процессы, вызывающие изменение планеты, – это выветривание и размывание горных пород. Так как «работает» все это очень медленно, то можно наблюдать результат лишь за весьма долгое время. Таким образом, часть ученых, отрицательно настроенных к божественному вмешательству, принялась искать любые, порой самые невероятные, предлоги, чтобы убедить себя и других, что Творца не существует. Что из всего этого вышло, наглядно продемонстрировало дальнейшее развитие научной мысли.
Теория Большого взрыва
Гипотез образования всего окружающего нас – от мельчайшего атома до огромнейших галактик – довольно много, но среди них выделяется одна, являющаяся, пожалуй, основной. Правда, она вызывает больше вопросов, чем вразумительных ответов. По этой теории в момент взрыва наша Вселенная была всего лишь небольшим, раскаленным до миллиардов градусов шаром и при этом невероятно плотным.
Период взрыва в науке о космосе получил название космической сингулярности. В момент взрыва частицы материи разлетелись в разные стороны с колоссальной скоростью. Следующий же после взрыва момент, когда юная Вселенная начала расширяться, и назвали Большим взрывом.
Разлетевшиеся во все стороны раскаленные частицы имели слишком высокую температуру и не могли соединяться в атомы. Этот процесс начался гораздо позже, спустя примерно миллион лет, когда новообразовавшаяся Вселенная «охладилась» до температуры 4000 градусов.
Первыми стали образовываться такие химические элементы, как водород и гелий. По мере охлаждения Вселенной образовывались и другие химические элементы, более тяжелые. Характерно, что данный процесс образования элементов и атомов продолжается и сегодня в недрах каждой звезды, включая и наше Солнце. Температура ядер звезд по-прежнему очень высока.
При остывании частиц они собирались в облака газа и пыли. Сталкиваясь, частицы слипались, образовывая единое целое. Главными силами, влияющими на это объединение, стали силы гравитации.
Именно благодаря процессу притягивания мелких объектов к более крупным и образовались планеты, звезды и галактики.
По теоретическим подсчетам образование Вселенной началось 13,5 млрд лет назад. В те времена развитие представляло собой череду фазовых переходов веществ из одного состояния в другое. Расширение Вселенной происходит и сейчас, ведь даже теперь ученые говорят, что ближайшие галактики расширяются и отодвигаются от нас.
Следующий после взрыва момент, когда Вселенная начала расширяться, назвали Большим взрывом
Со временем, опять же по теории ученых, из завихряющегося облака пыли и газа и сформировались такие звездные системы, как наша Солнечная система. По подсчетам образовалась она 5 млрд лет назад. Вся космическая материя при образовании Солнечной системы располагалась в пространстве неравномерно, а значит, более плотные области, благодаря более высоким силам гравитации, сильнее других притягивали газ и пыль. Образовывались гигантские завихряющиеся облака, превратившиеся в итоге в туманности. Одна из таких туманностей, которую мы можем называть солнечной туманностью, при сгущении образовала звезду Солнце. Более мелкие скопления пыли и газа создавали планеты, в числе которых была и наша Земля.
Мощное гравитационное поле удерживало эти зарождающиеся планеты, заставляя вращаться вокруг Солнца, которое постоянно сгущалось, а значит, внутри образовывающейся звезды возникало мощное давление, что в итоге нашло выход, преобразовываясь в тепловую энергию, а значит, в солнечные лучи, которые мы с вами можем наблюдать и сегодня.
С остыванием планеты Земля расплавлялись и ее горные породы, образовавшие после затвердения первичную земную кору. Выброшенные из недр Земли при остывании газы улетучивались в космос, но за счет силы притяжения Земли более тяжелые из них и образовали атмосферу, то есть тот воздух, который и сегодня позволяет нам дышать. Так, в течение почти 4,5 млрд лет и создавались условия возникновения жизни на Земле.
Что же было до большого взрыва?
Честно говоря, рассуждать об этом бессмысленно. До Большого взрыва не было ничего! Наша Вселенная – всё то, что существует: пространство и время, материя и энергия. После Большого взрыва наша Вселенная была невероятно раскалена и радиоактивна, полагают астрономы. Примерно 10 сек. понадобилось для формирования атомных частиц – электронов, протонов и нейронов. А вот на образование атомов водорода и гелия ушло несколько сотен тысяч лет. Условия для их образования возникли лишь тогда, когда Вселенная достаточно расширилась и остыла.
Если правда, что именно 15 тыс. млн лет назад произошёл Большой взрыв, то к сегодняшнему дню температура Вселенной должна была составлять три градуса по шкале Кельвина. Это значит, что температура Вселенной должна быть лишь на три градуса теплее абсолютного нуля.
Учёным, использующим радиотелескопы, удалось обнаружить радиошумы, соответствующие именно этой температуре. Эти фоновые шумы считаются доходящими до нас отголосками Большого взрыва.
В соответствии с одной из самых популярных научных легенд Исаак Ньютон понял, что яблоко падает на землю под силой тяжести, исходящей от центра Земли. Не только яблоко и Земля имеют силу тяжести, но также и любое другое тело во Вселенной, и величина её зависит от массы этого самого тела. Земля имеет значительно большую массу, чем яблоко, поэтому сила тяжести яблока практически не влияет на движение планеты. Земля имеет несоизмеримо большую массу, чем масса яблока, и легко притягивает его к себе.
Все космические тела удерживаются на своих орбитах также с помощью силы притяжения. Сила притяжения Солнца удерживает на своей орбите Землю и все остальные планеты Солнечной системы, а Земля удерживает на своей орбите Луну, также при помощи силы притяжения.
С помощью радиотелескопов удалось обнаружить радиошумы, которые считаются отголосками Большого взрыва
Наше Солнце – самая обычная звезда средних размеров. Солнце представляет собой светящийся шар из газа, выделяющий огромное количество тепла, света и других форм энергии. Солнце и планеты, окружающие его, составляют Солнечную систему. Другие звёзды на небе находятся очень далеко от нас и поэтому кажутся крошечными. На самом деле некоторые из звёзд превышают в диаметре наше Солнце в сотни раз!
Астрономы располагают звёзды в созвездия по местоположению и по отношению друг к другу. На самом деле эти группы звёзд, видимых на определённом участке звёздного неба и объединённых в созвездия, не всегда находятся поблизости.
В просторах космоса звёзды группируются в архипелаги, называемые галактиками. Солнце и Земля и все остальные планеты Солнечной системы входят в галактику, называемую Млечным Путем. Галактика Млечный Путь имеет огромные размеры, хотя является далеко не самой большой.
Расстояния во Вселенной измеряются с помощью скорости света. Скорость света равна 300 тыс. км в секунду. Ничего более быстрого человечество не знает, и именно поэтому ее используют для измерения гигантских расстояний во Вселенной. Для удобства астрономы пользуются такой единицей измерения, как световой год. Световой год – это расстояние, которое луч света проходит за один год, и составляет 9,46 млн километров. Самая близкая к нам звезда, находящаяся в созвездии Кентавра, находится от нас на расстоянии 4,3 световых года. Глядя на Проксиму, мы видим её такой, какой она была 4,3 световых года назад. Так же глядя на Солнце, мы видим его таким, каким оно было 8 мин. 20 сек. назад. Именно такое время проходит свет от Солнца до Земли.
Жизнь пришла из космоса?
В процессе изучения метеорита, обнаруженного в Антарктиде, исследователи не так давно нашли новые веские свидетельства в пользу того, что «строительный материал», благодаря которому наша планета стала «жилой», был занесен из открытого космоса. Как выяснилось, под воздействием высокого давления и высоких температур частицы метеорита, взятые для анализа, выделяют аммиак – ключевой компонент первых самовоспроизводящихся молекул, на базе которых затем возникла ДНК.
Аммиак, выделяемый метеоритами, мог сделаться источником азота, считает руководитель исследования, профессор Аризонского университета Сандра Пиццарелло. «Эксперименты также показали: азот, который содержится в аммиаке, выделяемом метеоритами, состоит из необычных изотопов. Это говорит в пользу его внеземного происхождения».
Как считают ученые, Земля в эпоху ее «ранней молодости» подвергалась активной «бомбардировке» из космоса – астероиды и метеориты обрушивались на нее дождем. Они, скорее всего, и занесли на планету недостающие «кирпичики» для зарождения первой примитивной жизни.
Космическим инкубатором мог быть пояс астероидов, расположенный между орбитами Марса и Юпитера
По их мнению, своего рода «космическим инкубатором» мог быть пояс астероидов, расположенный между орбитами Марса и Юпитера. Он находился на достаточном расстоянии от формировавшихся планет, процессы на которых могли создавать изменчивую среду, меняя условия для формирования простых молекул.
В результате столкновений астероидов внутри пояса образуются метеорные тела, которые отправляются странствовать по Солнечной системе. Они-то и были тем «транспортом», на котором на Землю могли прибыть необходимые материалы для зарождения жизни.
Более ранние исследования подтвердили, что метеориты содержат разнообразные органические молекулы, например аминокислоты, из которых состоят белки – компоненты ДНК. Но теперь впервые доказано, что метеорит мог быть источником достаточного количества аммиака, отмечает Кэролайн Смит из лондонского Музея естественной истории.
По оценкам ученых, в наше время на Землю ежегодно падают 40–60 тыс. тонн метеоритов и прочего космического мусора, а 4 млрд лет тому назад их падало намного больше. Большие споры вызывает марсианский метеорит ALH 84001, обнаруженный в 1984 г. в Аллан-Хиллз в Антарктике. В 1996 г. ученые НАСА заявили, что он содержит окаменевшие останки микробов, возможно, внеземного происхождения.
Вспомним: теории внеземного происхождения жизни, в том числе и самого человека, существуют давно. В свое время британский ученый Тед Нилд предположил, что появление человека было спровоцировано природными катаклизмами, начавшимися из-за космической «бомбардировки». Согласно его теории, основанной на исследованиях шведского ученого Биргера Шмитца, 470 млн лет назад находившийся между Марсом и Юпитером гигантский астероид развалился на куски, которые в течение 10 млн лет падали на нашу планету. В результате, по мнению Нилда, многократно ускорилась биологическая эволюция и появились новые формы животных.
А в 2007 г. международная группа ученых вернула в обиход гипотезу о том, что жизнь на Земле имеет марсианское происхождение. Согласно ей, примитивные микроорганизмы прибыли на нашу планету на метеорите, оторвавшемся от Красной планеты после гигантского толчка от столкновения с обломком из пояса астероидов.
Через полторы сотни лет после публикации «Происхождения видов» Чарлза Дарвина остается вопрос, на который великий ученый так и не смог ответить. Как сформировалось первое живое существо, давшее начало происхождению видов на Земле? В своей работе английский биолог избегает ответа, возможно, из-за отсутствия веских доказательств, а может быть, из-за своих религиозных убеждений. Полтора века спустя все еще не существует убедительных аргументов в пользу какой-либо одной из теорий, но имеются два противоположных направления, приверженцы одного из которых утверждают, что первичная форма жизни возникла на Земле, когда планета была еще совсем молодой.
Теория панспермии
Ученые, поддерживающие эту версию, считают, что жизнь явилась на нашу Землю из космоса. Специалисты из Кардифского университета, что в Великобритании, считают: возможность того, что жизнь родилась в космическом пространстве, почти в 30 раз больше вероятности ее появления на нашей планете.
В наши дни все относятся к теории панспермии вполне серьёзно
Они считают, что во Вселенной бесконечно много всевозможных форм клеточной жизни, которые находятся внутри комет, как в непреодолимой ловушке. Случилось так, что 38 млрд лет назад одна из таких комет взорвалась, когда столкнулась с атмосферой Земли. Само собой, почти все бактерии не выдержали такого столкновения и погибли, однако некоторая часть их все же выжила в столь длительных и мучительных пертурбациях и стала родоначальником новой жизни на нашей планете.
Как считают приверженцы теории панспермии, другим аргументом в защиту теории внеземного происхождения жизни стали бактерии, которые, если можно так выразиться, «плавают» в космической пыли Вселенной. Ученые, занимающиеся этими вопросами, доказали, что микроскопические бактерии способны преодолевать крайне тяжелые жизненные условия, практически идентичные тем, в которых они оказываются во время невообразимых по дальности галактических странствий.
«Десятилетие назад считалось неприличным затевать беседу о панспермии, более того, ваши коллеги проходили бы мимо в академических коридорах, – вспоминает Рикардо Амилс, исследователь из Автономного университета Мадрида. – В наши дни все относятся к этому вопросу вполне серьезно». Научный сотрудник занимается поведением бактерий, обитающих в Рио-Рохо (Красной реке) под городом Уэльва в Испании. Природная среда, где они живут и размножаются, столь похожа на космическую, что служит отличной основой для осуществления исследований вероятного наличия примитивной жизни на планете Марс. По мнению этого специалиста, жизнь в целом – вещь намного более крепкая и выносливая, чем предполагалось прежде, и последние работы ученых доказывают, что ряд микроорганизмов вполне может выжить без проблем в своих сверхдальних странствиях.
Пожалуй, единственным недостатком этой версии стал тот факт, что она пока не может показать, как появились те первые бактерии, что прилетели на нашу Землю… Но, как считает ученый, это дело ближайших лет.
Маленький водоем где-то на Земле…
Кое-кто из ученых полагает, что жизнь зародилась как раз на нашей планете. Похоже, что это являлось как раз тем, что Чарлз Дарвин обрисовал в качестве своей гипотезы в письме к другу Джозефу Дальтону Хукеру в 1871 г.
Он коротко набросал ему картинку некоего предполагаемого маленького теплого прудика с аммиаком и другими химическими веществами, в котором свет или электричество могли генерировать реакцию между составляющими элементами, она-то и привела к возникновению первого белка. Появившиеся соединения в свою очередь были способны порождать иные, намного более сложные формы. Так продолжалось до самого образования примитивных протоклеток.
По мнению Дарвина, жизнь могла зародиться в небольшом пруду
«Похоже, Ч. Дарвин не ошибался в том, что касалось небольшого пруда, поскольку, в отличие от океана, именно такие крохотные в сравнении с морем бассейны с жидкостью способны пересыхать, накапливать химикаты, менять собственный температурный режим и подвергаться многим другим изменениям, столь важным для возникновения жизни», – заявляет ученый из Гарвардского университета (США) Джек Шостак. Его лаборатория как раз занимается моделированием тех самых химических реакций, которые могли привести к появлению первой ячейки жизни на планете.
«Однако следует учитывать, что нет никакой гарантии, что воспроизведенная в лабораторных условиях ячейка жизни окажется точно такой же, как и та, которая возникла на Земле около 3700 млн лет назад. И мы наверняка так и не сможем с точностью выяснить, что же в действительности случилось в том неимоверно далеком прошлом», – с горечью сетует британский ученый.
