Астрофизика начинающим: как понять Вселенную - Грегори Мон

Внутри самых крупных звезд температура и давление были такими большими, что там могло появляться даже железо.

На этом снимке, сделанном телескопом, – сотни тысяч звезд вблизи центра нашей Галактики: Млечного Пути

Если бы элементы, образовавшиеся внутри гигантских звезд, вечно оставались бы там, где они родились, они оказались бы совершенно бесполезны. Но звезды были неустойчивыми. Они взрывались, и вещество, находившееся внутри них, отправлялось путешествовать по всей галактике.

Спустя девять миллиардов лет после рождения Вселенной в самой обыкновенной ее области, в обыкновенной галактике родилась самая обыкновенная, средняя во всех отношениях звезда – Солнце.

Как она образовалась? Тяготение медленно стянуло вместе части огромного газового облака, наполненного частицами и тяжелыми элементами, которые состоят из протонов и нейтронов.

Итак, части облака вращались друг вокруг друга и под влиянием тяготени сближались все теснее и теснее, пока не столкнулись друг с другом и не слились воедино.

После рождения Солнца в газовом облаке все еще оставалось множество космических ингредиентов. Там было достаточно вещества, чтобы из него получилось еще несколько планет, сотни тысяч космических камней – астероидов и миллиарды комет. И даже после их образования осталось летать огромное количество неиспользованного материала, который время от времени сталкивался с другими космическими объектами.

При этих столкновениях выделялось так много энергии, что поверхность каменных планет плавилась.

По мере того как количество вещества, рассеянного по Солнечной системе, уменьшалось, такие столкновения случались все реже, и поверхности планет стали охлаждаться. Планета, которую мы называем Землей, образовалась в так называемой зоне Златовласки (зона, где возможно возникновение жизни, подобной земной) вокруг Солнца. Если помните, Златовласка не любила, когда овсянка была слишком горячей или слишком холодной – овсянка должна быть именно такой, как надо. Так и Земля образовалась как раз на правильном расстоянии от Солнца. Ведь если бы она была гораздо ближе к светилу, океаны бы испарились. А будь она дальше, океаны бы замерзли.

Глядя на Землю с высоты 700 километров, понимаешь, почему мы зовем ее «голубой планетой»

Во всяком случае, жизнь в той форме, в какой мы ее знаем, развиться не смогла бы.

И вы бы сейчас не читали эту книгу – вас бы просто не было.

Вода, связанная в камнях, из которых состояла наша юная горячая планета, превращалась в водяной пар и уходила в небо. Когда Земля остыла, эта вода выпадала в виде дождя, постепенно образуя океаны. В океанах каким-то пока нам неизвестным путем простые молекулы соединялись и трансформировались в живую материю.

Люди – аэробные, воздухолюбивые существа. Нам нужен воздух, богатый кислородом. В первичном океане доминировали простые анаэробные бактерии – микроскопические формы жизни, которые не нуждались в кислороде. К счастью, эти анаэробные бактерии выделяли кислород, обогащая воздух тем самым веществом, который нам, людям, столь необходим. Новая, богатая кислородом атмосфера позволяла развиваться все более и более сложным формам жизни.

Но жизнь хрупка. Время от времени большие кометы и астероиды врезались в нашу планету, и это приводило к большим неприятностям.

Шестьдесят пять миллионов лет назад астероид весом в десять триллионов тонн обрушился туда, где сейчас находится полуостров Юкатан в Мексике. Небесный камень пробил в земной поверхности дыру шириной сто десять и глубиной двадцать миль. Этот чудовищный удар, огромные массы пыли и обломков, взлетевшие в атмосферу, уничтожили бóльшую часть жизни на Земле, в том числе знаменитых гигантских динозавров.

Вымирание – это полное исчезновение и прекращение существования какого-либо вида живых организмов или формы жизни.

Эта катастрофа позволила расцвести нашим млекопитающим предкам, которые иначе продолжали бы служить пищей тираннозаврам. Одна ветвь этих млекопитающих, отличающаяся большим объемом мозга, – мы называем таких млекопитающих приматами – дала начало виду Homo sapiens, у которого оказалось достаточно разума, чтобы изобрести методы и инструменты науки и чтобы догадаться о происхождении и эволюции Вселенной.

Это мы.

Что же было до начала мира?

Астрофизики не имеют об этом ни малейшего понятия. Или, вернее, наши самые остроумные ответы на этот вопрос почти или совсем не имеют экспериментальных подтверждений. Другими словами, мы не можем ничего доказать. В ответ на это некоторые люди настаивают, что должно было быть что-то давшее начало всему: сила, превосходящая все другие, единый источник, из которого вытекают все остальные. Как думают эти люди, таким источником, конечно же, является Бог.

Но что, если Вселенная была всегда? Что, если она находилась в состоянии, которое нам еще предстоит определить, – например, в состоянии мультивселенной, которая непрерывно порождает все новые и новые Вселенные?

Или, может, Вселенная просто вдруг возникла из ничего?

А может, все, что мы знаем и любим, – это просто компьютерная игра, созданная сверхразумной расой пришельцев-инопланетян?

Ответы на такие вопросы обычно никого не устраивают. И все же они напоминают нам, что неведение – отсутствие знания – это обычное состояние исследователя. Способные молодые люди часто не могут заставить себя произнести: «Я не знаю». Но ученые должны осознавать, что мы постоянно чего-то не знаем. Люди, которые верят, что они знают все, никогда не пытались искать границы между известным и неизвестным во Вселенной, никогда не натыкались на эту границу.

Туда-то, к этой границе, я и надеюсь подвести вас в следующих главах.

Что мы точно знаем о Вселенной, – это что у нее было начало.

Мы знаем, что Вселенная продолжает меняться и развиваться.