Самые интересные предположения, связанные с Вселенной и развитием жизни в ней

Содержание

Самые интересные теории о Вселенной, о которых Вы могли не знать

Самые интересные предположения, связанные с Вселенной и развитием жизни в ней

До сих пор Вселенная является огромным и очень загадочным местом. На протяжении многих веков люди смотрели в космос и пытались объяснить, почему мы здесь и откуда мы пришли. Хотя, чтобы получить ответы на любой из этих вопросов, может потребоваться еще не одно столетие. А пока ученые предлагают нам свои теории.

Следует также отметить, что это всего лишь теории. Поэтому, естественно, они могут не совпадать друг с другом и даже противоречить.

Почему так трудно обнаружить тёмную материю?

В этом пункте мы поговорим о чем-то, что называется темной материей. Вселенная на 22% состоит из Тёмной материи, на 74% из Тёмной энергии. На остальную материю, в которую входят звёзды, планеты, межзвездный газ приходится лишь около 4% Вселенной.

Тёмная материя невидима, потому что не взаимодействует со светом, но оказывает влияние на гравитацию, то есть она влияет на движения галактик и галактических кластеров. Благодаря тому, что тёмная материя обладает лишь гравитационным эффектом, она может практически незаметно проходить через «обычную» материю.

По всем этим причинам темная материя еще не обнаружена, но физики уверены, что она существует.

На фото: Детальная картина Вселенной раннего возраста, а именно космическое фоновое излучение (Реликтовое излучение). На снимке обнаружены колебания температуры, что соответствует местам зарождения галактик.

Вопрос в том, почему так трудно обнаружить темную материю в экспериментах, которые проводятся на Земле? Один из возможных ответов исходит от физики элементарных частиц.

В ходе эксперимента, было обнаружено, что темная материя может взаимодействовать с обычной материей, если они обе находятся в условиях, близких к началу создания Вселенной, а именно, в чрезвычайно высокотемпературной плазме.

Если их моделирование истинно, это означает, что темную материю можно было наблюдать в первые дни Вселенной.

На фото: Большой адронный коллайдер

Была надежда на то, что создав эти условия в Большом адронном коллайдере, можно будет обнаружить темную материю. Но этого не случилось. Некоторые учёные считают, что нужен более чувствительный детектор, а некоторые утверждают — не стоит искать то, чего нет.

Тёмная материя убила динозавров

Наиболее вероятным виновником гибели динозавров считается астероид или вулканическая активность сибирских вулканов. Однако, не прекращаются обсуждения мел-палеогенового вымирания 66 миллионов лет назад. Несмотря на это, физик Лиза Рэндалл считает, что виной тому была темная материя.

Основа теории возвращает нас к 1980-м годам, когда палеонтологи Дэвид Рауп и Джек Сепкоски обнаружили доказательства того, что каждые 26 миллионов лет после Массового пермского вымирания (которое произошло около 252 миллионов лет назад и 96 процентов жизни было уничтожено), также случались вымирания животных. После дальнейших исследований, возвращаясь на полтора миллиарда лет назад, похоже, что примерно каждые 30 миллионов лет на Землю обрушивались катаклизмы, которым планета отдавала или уделяла несколько миллионов лет.

Тем не менее ученые никогда не были уверены, почему катаклизмы происходили по такому расписанию. Теория Рэндалла заключается в том, что речь идет о темной материи.

Считается, что темная материя разбросана по всей Вселенной и используется в качестве лесов, на которых построены галактики, в том числе наш дом — Млечный Путь.

По мере того, как наша Солнечная система вращается вокруг Млечного Пути, она «плавает», а временами она качается как пробка в воде. И это происходит примерно каждые 30 миллионов лет.

В таких ситуациях наша Солнечная система может столкнуться с диском темной материи. Диск должен был быть на одну десятую толщины видимого диска звезд Млечного Пути и иметь плотность, по меньшей мере, одной солнечной массы за квадратный световой год.

Обычная материя и темная материя могут проходить друг через друга, но темная материя может влиять на обычную материю через гравитацию. В результате, когда некоторая материя, плывущая в пространстве, вступает в контакт с темной материей, оно может направить некоторые объекты во Вселенной, которые в конечном итоге столкнутся с Землей.

Если теория Рэндалла верна, то темная материя может быть ответственной за основные части формирования Вселенной.

Жизнь распространяется во Вселенной как эпидемия

Когда речь идет о Вселенной, всегда возникает один вопрос: есть ли разумная жизнь, отличная от нашей? Или мы просто одни здесь во Вселенной? Ученые тоже задаются этими вопросами, и в настоящее время они изучают, как появилась жизнь, в том числе и наша.

Согласно исследованию Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики, наиболее логичным ответом является то, что жизнь распространяется от звезды к звезде, как эпидемия. Понятие о том, что жизнь распространяется от планеты к планете и от звезды к звезде, называется панспермией. Конечно, если вы видели Прометея, эта концепция является основной сюжета.

Если жизнь перешла от звезды к звезде, это означает, что Млечный Путь может быть наполнен жизнью. Если их теория верна, то возможно, что на других планетах в Млечном Пути также может быть жизнь.

Еще одна интересная вещь, которую они нашли в своих расчетах, заключается в том, что жизнь может распространяться микроскопическими организмами, которые прибыли на астероиде. Или ее могли распространить умные существа или существо.

Кроме того, в последнее время ученые сходятся во мнении, что жизнь на других планетах должна развиваться по тем же принципам, что и на Земле. Это говорит о том, что инопланетяне могут быть очень похожими на жителей нашей планеты.

Почему Вселенная создана из материи?

Материя — это все, что занимает пространство, и имеет вес. Противоположность материи называется антиматерией. Когда материя и антиматерия соприкасаются, они уничтожают друг друга (аннигилируют) с выделением огромного количества энергии, что и произошло в начале создания Вселенной и способствовало ее расширению.

В начале должно было быть равное количество материи и антиматерии. Однако, если бы было равное количество материи и антиматерии, они бы уничтожили друг друга, и Вселенная перестала существовать.

Это заставило физиков поверить, что было немного больше материи, чем антиматерии.

Для распространения материи по Вселенной, было бы достаточно небольшой частицы материи на каждые 10 миллиардов частиц антиматерии.

Проблема заключалась в том, что, хотя физики знали, что было больше материи, они не знали, почему. Это было до 2008 года, тогда исследователи из Чикагского университета наблюдали субатомные частицы, у которых была очень короткая жизнь, называемыми B-мезонами.

Исследователи, получившие Нобелевскую премию по физике за это открытие, обнаружили, что B-мезоны и анти-B-мезоны распадаются иначе друг от друга.

Это означает, что возможно, что после уничтожения в начале Вселенной B-мезоны и анти-B-мезоны разлагаются по-разному, оставляя достаточное количество материи для создания всех звезд, планет и даже вас и всего, что вы касаетесь, включая воздух которым вы дышите.

Беспорядок сделал жизнь возможной

Энтропия играет огромную роль во Вселенной. Высокая энтропия означает беспорядок и хаос в системе. Низкая энтропия говорит нам о большей организации, упорядоченности.

Пример для визуализации этого — Лего. Дом Лего имел бы низкую энтропию, а коробка случайных, несвязанных предметов имела бы высокую энтропию.

Интересно, что энтропия может быть причиной того, что жизнь существует. И даже, говоря о таких высоко организованных вещах, как головной мозг, это утверждение, хоть и кажется неверным, имеет место быть.

Тем не менее согласно теории помощника профессора Массачусетского технологического института Джереми Ингленд, высшая энтропия может быть ответственна за жизнь во Вселенной.

Ингленд говорит, что в идеальных условиях случайная группа молекул может самоорганизоваться, чтобы эффективно рассеивать больше энергии в неоднородной среде, которой является наша Вселенная.

Однако теория Ингленда должна пройти много испытаний. Если он прав, тогда как предполагают эксперты, что его имя будут помнить так же, как мы помним Чарльза Дарвина.

Вселенная не имеет начала

Преобладающая теория начала нашей Вселенной состоит в том, что более 13,8 миллиарда лет назад, с точки зрения сингулярности, Большой взрыв породил Вселенную и с тех пор она расширяется.

«Большой взрыв» впервые был теоретизирован в 1927 году, и модель основана на теории общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Проблема в том, что в теории Эйнштейна есть некоторые пробелы. В основном, что законы физики ломаются до достижения сингулярности.

Другая большая проблема заключается в том, что другая доминирующая теория в физике, квантовая механика, не согласуется с общей теорией относительности. Кроме того, ни теория относительности, ни квантовая механика не учитывают темную материю.

Это означает, что, хотя Большой взрыв является одной из лучших теорий о том, как появилась Вселенная, теория может быть неверной.

Альтернативная теория состоит в том, что Вселенная никогда не была в точке сингулярности, и не было большого взрыва. Вместо этого Вселенная бесконечна и не имеет начала или конца. Исследователи пришли к этой теории, применив квантовые поправки к теории общей теории относительности Эйнштейна, используя более старую модель интерпретации квантовой механики, называемой Бохманской механикой.

Их метод проверки теории также поможет объяснить темную материю. Если их теория правильна, что Вселенная бесконечна, это будет означать, что Вселенная имеет карманы сверхтекучей жидкости, заполненные теоретическими частицами, такими как гравитоны и аксиомы. Если сверхтекучесть соответствует распределению темной материи, то возможно, что Вселенная бесконечна.

И это ещё не конец…

Эта тема насколько безгранична, что её можно продолжать ещё очень долго. Другие, еще более удивительные теории о Вселенной вы можете почитать в новой статье.

Источник: https://topcafe.su/fakty/kosmos/samye-interesnye-teorii-o-vselennoj.html

7 научных теорий, которые ближе к нам, чем кажется

Самые интересные предположения, связанные с Вселенной и развитием жизни в ней

Сегодня нам бы хотелось поделиться занятными научными теориями, над которыми трудились лучшие умы человечества. Не будем терять времени и сразу перейдем к делу.

1. Кротовые норы

Вопросы Ферми и здравые ответы на дурацкие задачи

Представьте, что вам нужно попасть в некоторую точку пространства, которая находится очень далеко от вас.

На самом деле, буквально каждая точка Вселенной находится очень далеко, ведь с нынешним уровнем развития технологий даже путешествие к краю Солнечной системы — очень длинный путь.

 При таком сценарии очень хочется срезать углы, чтобы прибыть в точку назначения пораньше. И вот тут и появляется идея кротовых нор. 

Как оказалось, общая теория относительности Эйнштейна допускает существование черных дыр, которые служат мостами между различными участками Вселенной или даже выходом в другую Вселенную.

Такой мост имеет форму трубы, соединяющей различные точки в пространстве-времени. И если упростить пространство до двухмерной модели и представить в качестве обыкновенного согнутого листа, то кротовая нора — это открытый туннель, кратчайший путь между его половинами.

Источник: Wikipedia

Очевидно, что такой способ перемещения значительно более эффективен и рационален. К сожалению, на сегодня кротовые норы так и остаются теоретической моделью, с которой мы ещё не сталкивались в реальности.

Тем не менее, иногда теоретические модели становятся удивительно хорошим подспорьем для фантазий, и фильм «Интерстеллар», в котором кротовые норы — одна из основных научных концепций, тому прекрасное подтверждение.

2. Теория относительности

В прошлом пункте мы упомянули общую теорию относительности Эйнштейна. Поговорим о ней чуточку подробнее.

Отметим сначала, что есть две теории относительности: специальная и общая.

Специальная теория появилась раньше, и именно она привлекает наше внимание. Она гласит, что ничто во Вселенной не может двигаться быстрее скорости света. Более того, она показывает, что течение времени различно для людей, движущихся с разной скоростью. И тут начинается самое интересное.

За что дают Нобелевские премии в этом году?

Согласно этой теории, если разделить двух близнецов, и одного оставить на Земле, а другого отправить в космос путешествовать со скоростью, близкой к скорости света, то, когда они встретятся, их возраст будет значительно (еще раз — значительно!) различаться.

И вновь эту идею замечательно иллюстрирует фильм «Интерстеллар». Всё-таки этот фильм однозначно стоит тех 3-х часов, которые вы проведете в компании Мэтью МакКоннахи и окружении многообразных научных теорий, описанных простыми словами.

Вернёмся к теории относительности. По правде говоря, движение, близкое к скорости света, малореализуемо на практике. Тем не менее, даже если вы гуляете с другом и он идёт чуть быстрее вас, то время для него течёт медленней. Разумеется, это разница настолько мала, что вы никогда её не ощутите, но она есть! Именно поэтому, как говорится, хотите оставаться молодыми — двигайтесь!

Лекция физика Эмиля Ахмедова о специальной теории относительности.

3. Судьба Вселенной

Существует несколько основных сценариев конца Вселенной.

1. Большое сжатие (большой хлопок)

Большинство астрофизиков сходятся во мнении, что Вселенная началась с Большого Взрыва. До этого же она была сосредоточена в сингулярности, точке с бесконечной плотностью.

Сценарий большого сжатия предполагает, что однажды расширение Вселенной заменится на обратный процесс, сжатие. И всё пойдет обратным чередом.

Тем не менее, многие физики не воспринимают эту теорию всерьез, поскольку на данный момент Вселенная расширяется, причём делает это с ускорением. Поэтому догадки о том, когда-нибудь это прекратится, не имеют качественного обоснования.

2. Тепловая смерть

Тест: мысленные эксперименты в науке и философии

Это абсолютная противоположность большому сжатию. Теория предполагает, что расширение будет продолжаться, и в конечном итоге всё, что останется от Вселенной — это элементарные частицы, беспорядочно летающие по Вселенной. Вселенную в буквальном смысле порвёт на мельчайшие частицы.

Дело в том, что согласно законам термодинамики, энтропия в любой замкнутой системе возрастает, а это означает, что рано или поздно вся материя распределится по Вселенной в качестве элементарных частиц.

Все звёзды погаснут и энергии, чтобы зажечь новые, уже просто не будет.

Это не самая популярная теория, но она всё же очень интересна. Задумайтесь, есть ли на свете что-то бесконечное? Наверное, если задать такой вопрос большому количеству людей, то самым популярным вариантом ответа будет время. И действительно, должен ведь один момент отличаться от другого, не может ведь всё застыть в одном моменте — раз и навсегда?

Предположим, что существование Вселенной будет длиться бесконечно долго. В таком случае всё, что может произойти, произойдет. В действительности подобное предположение противоречит многим вычислениям. Поэтому учёные выдвинули теорию, что само время конечно и когда-нибудь оно остановится.

Возможно, однажды мы и сами не почувствуем и не поймём, как начнётся начало нашей «бесконечной» жизни, не имеющей никакого смысла.

Искривление пространства-времени.

Источник: Wikipedia

4. Экпиротический сценарий

Есть вероятность, что наша Вселенная родилась несколько иначе, чем многие себе представляют.

Астрономию пообещали вернуть в школьную программу

Согласно экпиротическому сценарию, существует два трёхмерных мира, которые отделены друг от друга невероятно маленьким расстоянием, составляющим менее диаметра атома. Каждая точка одного мира соседствует с точкой в другом мире. Эти миры медленно отдаляются друг от друга, одновременно расширяясь. Но в некоторые моменты времени эти миры сталкиваются, создавая новый Большой взрыв. 

Такое происходит постоянно и циклично, порождая бесконечные серии Больших взрывов. 

5. Гипотеза Геи 

Эту гипотезу сформулировал в 1960-х годах ученый Джеймс Лавлок, который назвал Землю саморегулирующимся организмом. Это не означает, что Земля действительно живая, она лишь состоит из сложных составляющих, которые очень удачно и умело взаимодействуют.

Согласно гипотезе Геи, эти взаимодействия работают настолько слаженно, что поддерживают Землю в состоянии, необходимом для сохранения жизни.

Сам учёный Джеймс Лавлок доказывает гипотезу как минимум теми фактами, что температура земной поверхности остаётся очень стабильной, несмотря на увеличение количества солнечной радиации. Также он отметил постоянство солёности океана и состава атмосферы, несмотря на факты, которые должны были вывести их из равновесия.

Согласно этой гипотезе, Земля — это гигантский суперорганизм.

Источник: Wikipedia

6. Антропный принцип

Эта идея отталкивается от того, что Вселенная именно такая, какая нужна нам для жизни. Достаточно удивительный факт, если учесть, что жизни не существовало бы, изменись любая физическая константа на долю процента. Появляется вопрос: если Вселенная идеально подходит для нас, может быть, она и была создана для нас?

Существует два антропных принципа: слабый и сильный.

Как менялись представления о Вселенной

Слабый принцип утверждает, что Вселенная лишь допускает зарождение жизни.

То есть, мы можем заменить вопрос «почему Вселенная устроена именно так, как она устроена?» на «почему Вселенная устроена так, что в ней возникли разумные существа, задающие вопрос о причинах устройства наблюдаемой Вселенной?».

Или, проще говоря, мы уже изначально подразумеваем, что во Вселенной зародилась разумная жизнь. Если бы её не было, никто бы не задал вопрос о том, почему Вселенная такая, какая она есть.

Сильный же принцип утверждает, что Вселенная обязана быть устроена так, чтобы в ней могла зародиться жизнь. В поддержку этой недоказанной гипотезы высказывается мнение, что существует некоторый закон, благодаря которому все физические константы обязаны равняться тем значениям, каким они равняются и они не могут от них отличаться.

Таким образом, слабый принцип — это лишь хорошее упражнение на логику: «мы живём, потому что мы живём», а сильный принцип — это уже настоящее поле для споров и рассуждений.

7. Бритва Оккама

Но давайте отойдем от вопросов из физики о Вселенной и перейдем к логике. Бритва Оккама — это, вероятно, самый известный логический принцип, который следует знать каждому.

Источник: Wikipedia

По мнению английского логика Уильяма Оккама, элегантные объяснения скорее окажутся верными, нежели извилистые и беспорядочные. Его идеи заключались в том, чтобы делать меньше предположений, необходимых для выполнения работы.

Таким образом, держитесь простоты — вот суть бритвы Оккама.

Осознав эту идею, «сбрейте» всё ненужное, оставив лишь основные элементы.

Мы рассмотрели некоторые популярные научные теории. Тем не менее, их существует куда больше и, без сомнений, их количество будет расти.

А какие идеи вы бы добавили в эту подборку?

Фото в оформлении статьи — David Scherman Photography. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://newtonew.com/science/seven-sci-theories

5 известных теорий возникновения Вселенной, ставших частью поп-культуры

Самые интересные предположения, связанные с Вселенной и развитием жизни в ней

5 популярных теорий возникновения Вселенной, ставших культурными мемами

Новость о том, что Вселенная, согласно свежей математической теории, может представлять собой голограмму, несколько дней назад взорвала сайт Nature — ведущего научного журнала мира.

Как обычно, на расчёты, их методику и место в современной физической космологии обратили внимание немногие — но заголовок, будто материализовавшийся из книги Филипа Дика, разошёлся по всем соцсетям.

Подобную судьбу в последние годы наследуют почти все термины такого рода, связанные с научными гипотезами о возникновении сущего, — от «сингулярности» до «тёмной материи».

Будьте уверены, поп-культура переварит их и превратит значения слов в нечто максимально таинственное и непонятное — тем более что интерес массового зрителя и читателя к космологии в последние годы неуклонно растёт. В этом материале мы решили собрать другие известные теории возникновения Вселенной, превратившиеся в поп-культурные мемы.

1Мифологическая космология

Ничто не мило читателю или зрителю в постмодернистском мире так сильно, как синкретическое сочетание различных мифологий: на этом строится буквально любой супергеройский эпос (лучший пример из недавнего — «Мстители»: германские боги, лавкрафтианские инопланетяне, мессианская фигура жертвующего собой Тони Старка, индустриальный оборотень Халк и т. д., и т. п.). Какое это имеет отношение к научным теориям устройства мира, спросите вы? Самое прямое: истории о ясене Иггдрасиле и черепе Урана предшествовали научному пониманию мира и формировали его. Эту хитрую наследственность в жанровом кинематографе любят демонстрировать в лоб — как в «Звёздных войнах», где обеспечивающая существование далёкой галактики Силы имеет двойную природу — мистическую и биологическую (все помнят слово «мидихлорианы»?), или в «Хижине в лесу», где высокотехнологичный центр поддерживает бесперебойное обеспечение древних богов человечиной.

Истории о ясене Иггдрасиле и черепе Урана предшествовали научному пониманию мира

и формировали его.

2Мультиверс

Представлению о множественности миров гораздо больше лет, чем вы, скорее всего, думаете — и мы сейчас не имеем в виду индуистскую концепцию перерождения.

Еще в XII веке мусульманский философ Фахруддин ар-Рази предположил, что за пределами нашего мира существует пустота, заполненная другими вселенными — а в начале XXI века такая точка зрения является крайне популярной частью персонализированной метафизики.

Кстати говоря, личностные квазирелигиозные воззрения, сочетающие в себе христианскую мораль, представления о карме и параллельных мирах раньше любил описывать Дуглас Коупленд — в «Поколении X» для этого даже вводится специальный термин, «селф-изм».

Что касается мультиверса, то он стал общим местом в научной фантастике и комиксах как таковых: именно так компания DC, скажем, объясняет одновременное существование полудюжины версий Бэтмена.

С другой стороны, в данном случае интерпретация понятия довольно далеко ушла от его современной дефиниции: там, где в нынешней квантовой механике продолжается активная дискуссия о правомерности «многомировой» гипотезы, делающей реальными абсолютно все исходы и события (в том случае если они принципиально возможны), в научной фантастике (от «Эффекта бабочки» Брэдбери до трилогии «Назад в будущее») части мультиверса почти всегда так или иначе влияют друг на друга.

3Теория Большого Взрыва

Наиболее часто встречающееся в современной поп-культуре космологическое понятие — соответствующее словосочетание можно найти в текстах песен (между прочим, групп с таким названием существует как минимум три: норвежская металлическая, британская синтипоповая и корейский бойз-бэнд), в бесчисленных сценариях комиксов и, разумеется, в названии популярного ситкома о гиперболизированной жизни молодых учёных. Как ни странно, суть события при пересказе почти не перевирают: действительно, Большой Взрыв — это своеобразный «акт творения» Вселенной; событие, в результате которого появились и время, и материя. Именно поэтому, например, бессмысленно задаваться вопросом «что было до Большого Взрыва?» — поскольку само время появилось ровно с началом этого события! (Этот момент хорошо проясняется в «Краткой истории времени», классическом нон-фикшне Стивена Хокинга.) Не зря к этой теории тепло относился Иоанн Павел II: действительно, она довольно неплохо стыкуется с космологией авраамических религий.

Большой Взрыв — это своеобразный «акт творения» Вселенной; событие, в результате которого появились и время, и материя.

4Эволюционная космология

Строго говоря, эволюция — что в исходном понимании гениального Чарльза Дарвина, что в современной версии, рассматривающей эволюцию в применении к популяциям, — не является космологической теорией и описывает лишь развитие жизни.

Но в расширительном смысле идея и философия бесконечного изменения находит очень большой отклик у людей творческих профессий — в том числе её переносят на такие метафизические материи как этика и эстетика.

Ярчайшим примером работы на эту тему является «Древо жизни» Терренса Малика: даже если не рассматривать те моменты, где режиссёр обращается к космологии напрямую (речь о вызвавших противоречивые отзывы зрителей моментах с древней Землёй, населённой динозаврами), идея эволюционного изменения — это смысловой стержень фильма.

5Теория струн

Попыток модификации Теории Большого Взрыва за те почти уже 100 лет, что она существует, было предпринято довольно много. Теорию струн часто называют очередной «теорией всего» или наследницей теории расширяющейся Вселенной, возникнувшей в результате Большого Взрыва, — но, строго говоря, это не совсем так.

Хороших объяснений теории струн «на пальцах» почти нет и по сей день (притом что её история насчитывает несколько десятилетий).

Главное, что вам нужно знать о ней, — это то, что в её рамках мир представляется не четырёхмерным, как в эйнштейновском варианте общей теории относительности (три пространственных измерения + время), а вовсе даже 11-мерным: такая интерпретация позволяет получить определённые математические преимущества и снять ряд противоречий между экспериментом и теорией.

Несмотря на строгую математичность, за теорией сохраняется эзотерический флёр: именно в таком ключе её использовали режиссер Ридли Скотт и автор сценария Кормак Маккарти в недавнем философском экшене «Советник». Вибрация многомерных струн здесь воспринимается как в метафорическом, так и в совершенно буквальном смысле: струны нарушают структуру мироздания — и разрушают жизни.

Источник: http://www.furfur.me/furfur/culture/culture/168729-vselennaya

Теория возникновения жизни на нашей Земле: изучаем божественную, космическую и биохимическую версию

Самые интересные предположения, связанные с Вселенной и развитием жизни в ней

В современной науке рассматривают несколько теорий возникновения жизни на Земле. Большинство современных моделей свидетельствуют, что органические соединения – первые живые организмы появились на планете приблизительно 4 млрд. лет назад.

Развитие представлений о появлении жизни

В определенный исторический период ученые по-разному представляли себе, как появилась жизнь на Земле. До ХХ века огромную роль в научных кругах отыгрывали следующие гипотезы:

  1. Теория самозарождения.
  2. Теория стационарного состояния жизни.
  3. Теория Опарина (частично поддерживается и сейчас).

Теория самозарождения

Интересно, но теория самозарождения жизни на планете возникла еще в древние времена. Она существовала вместе с теорией божественного происхождения всех живых организмов на планете.

Древнегреческий научный деятель Аристотель считал, что гипотеза самозарождения является правдивой, тогда как божественная – лишь отклонение от действительности. Он полагал, что жизнь зародилась спонтанно.

Согласно его мыслям, теория самозарождения заключается в том, что некое неизвестное людям «активное начало» при определенных условиях способно создать из неорганического соединения простой организм.

После принятия христианства в Европе и его распространения, данное научное предположение отошло на второй план – его место заняла божественная теория.

Теория стационарного состояния

Согласно этому научному предположению нельзя ответить, когда возникла жизнь на Земле, так как она существовала вечно.

Таким образом, последователи теории свидетельствуют о том, что виды никогда не зарождались – они способны только исчезнуть или изменить свою численность (популяцию).

Гипотеза стационарного состояния жизни была довольно популярной вплоть до середины XX века.

Так называемая «теория вечности жизни» потерпела всеобщий крах, когда было установлено, что Вселенная тоже не существовала всегда, а была создана после Большого взрыва. Отвечая на вопрос: сколько форм жизни существовало изначально, выплывает ответ, что все четыре, включая вирусы, что противоречит общепризнанной теории эволюции.

По этой причине гипотеза не обсуждается в академических научных кругах. «Теория вечности жизни» представляет собой исключительно философский интерес, так как ее выводы во многом не сходятся с современными достижениями науки.

Теория Опарина

В ХХ веке внимание ученых привлекла статья академика Опарина, которая вернула интерес к теории самозарождения жизни. Он рассматривал в ней некие «праогранизмы» – коацерватные капли или просто «первичный бульон», как окрестили их в научных кругах.

Эти капли представляли собой белковые шарики, притягивающие молекулы воды и жиры, которые затем связывались. Так были созданы первые носители информации – первые праклетки, в которых содержится ДНК.

Данная гипотеза не дает ответ, откуда вообще появилась ДНК, а потому в академических кругах ее многие опровергают.

Предыдущие теории возникновения жизни на Земле не рассматриваются, как основные в современной научной мысли. Небольшая группа ученых предполагает также, что жизнь могла зародиться в горячей воде, которая окружает подводные вулканы. Данная гипотеза не является основной, но ее пока не опровергли, а потому она достойна упоминания.

Основные теории зарождения жизни на Земле

Основные теории зарождения жизни на Земле появились не так давно, а именно в ХХ веке – периоде, когда человечество совершило больше открытий, нежели за всю свою предыдущую историю.

Современные гипотезы возникновения жизни на Земле в разной мере подтверждены рядом исследований, и являются ключевыми для обсуждения в академических кругах. Среди них можно отметить следующие:

  • биохимическая теория возникновения жизни;
  • гипотеза мира РНК;
  • теория мира ПАУ.

Биохимическая теория

Ключевой считается биохимическая теория возникновения жизни на планете, которой придерживается большинство научных деятелей.

Химическая эволюция предшествовала появлению органической жизни. Именно в ходе этого этапа появляются первые живые организмы, которые возникли в результате химических реакций из неорганических молекул.

Появление органических форм жизни 4 млрд. лет назад в результате реакций весьма вероятно, так как именно тогда существовала наиболее благоприятная среда.

Температура в 1000 градусов считается оптимальной. кислорода в воздухе было минимальным, ведь в больших количествах он разрушает простые органические соединения.

Мир РНК

Мир РНК является всего лишь гипотезой, которая свидетельствует о том, что до возникновения ДНК генетическую информацию хранили РНК-соединения.

В 1980-х годах было доказано, что РНК-соединения могли существовать автономно и самовоспроизводиться.

Миллионы лет жизненного цикла РНК привели к тому, что в ходе мутаций возникли соединения ДНК, которые выступили, как специализированные хранилища генов.

Эволюция РНК была доказана множеством экспериментов, которые частично объясняют происхождение жизни на Земле и отвечают на вопрос, как развивалась жизнь на Земле.

Мир ПАУ (полиароматических углеводородов)

Мир ПАУ считается этапом химической эволюции и свидетельствует о том, что из ПАУ возникли первые РНК, что в дальнейшем привело к созданию ДНК и жизни на планете.

ПАУ можно наблюдать и сейчас – они распространены во Вселенной и впервые были обнаружены в туманностях по всему космосу. Ряд исследователей называют ПАУ «семенами жизни».

Альтернативные теории 

Так уж сложилось, что самые интересные теории являются альтернативными, а многие научные деятели даже высмеивают их. Достоверность альтернативных предположений подтвердить пока невозможно, и они частично, или во многом противоречат современным научным представлениям, но их упоминание обязательно.

Космическая гипотеза

Согласно данному предположению на Земле никогда не существовало жизни, и она не могла зародиться здесь, так как не было никаких предпосылок. Первые живые организмы появились на планете после падения космического тела, которое принес их на себе из другой галактики.

Данная гипотеза не отвечает на вопрос: сколько форм жизни на нем находились, какими они были, и как дальше они развивались.

Также невозможно установить, когда упало это космическое тело. Но самое главное – ученые не верят в то, что любой организм мог выжить на падающем космическом теле после его вхождения в атмосферу Земли.

В последние годы ученые обнаружили бактерии, которые способны существовать при экстремальных обстоятельствах и даже открытом космосе, но при горении метеорита или астероида они бы точно не выжили.

Гипотеза НЛО

Выделяя самые интересные гипотезы, нельзя не упомянуть о предположении, что жизнь на Земле – это дело рук пришельцев. Приверженцы данной гипотезы считают, что в такой огромной Вселенной вероятность существования других форм разумной жизни очень велика. Наука также не отрицает данного факта, так как люди до сих пор не исследовали 99% космоса.

Последователи гипотезы НЛО говорят, что одна из разумных форм жизни, которых мы называем пришельцами, специально занесла жизнь на Землю. Есть несколько предположений, почему они создали человека.

Одни говорят, что это всего лишь часть эксперимента, в ходе которого они наблюдают за людьми. Приверженцы такого предположения не могут дать достоверного ответа на то, зачем им наблюдать за людьми, и в чем смысл этого эксперимента.

Вторые свидетельствуют о том, что некая раса космических существ занимается распространением жизни во Вселенной, и люди – одна из многих созданных ими рас. Следовательно, существуют некие праотцы всего живого, которых человек мог принять за богов.

Космическая теория происхождения жизни на Земле не отвечает на главный вопрос: где первоначально зародилась жизнь, перед тем как она была занесена на Землю?

Теологическая гипотеза 

Внимание! Божественная теория происхождения жизни на планете является самой древней среди всех, и вместе с тем она считается и одной из самых распространенных в XXI веке.

Приверженцы гипотезы верят в некое всемогущее существо или существ, которых принято называть богами.

В различных религиях у богов разные имена, как и их количество. Христианство говорит только об одном боге, как и ислам, а вот язычники верили в десятки, а то и сотни богов, каждый из которых отвечает за что-то определенное.

К примеру, один бог считается творцом любви, а второй — повелевает морями.

Христиане считают, что Бог создал Землю и жизнь на ней всего за семь дней. Именно он создал первого мужчину и женщину, которые и стали прародителями человечества.

Поскольку миллиарды людей на планете относят себя к определенной религии, они считают, что вся жизнь была создана именно руками бога или богов.

И хотя во многих религиях совпадают одни и те же факты, в научных кругах отрицают существование всемогущего существа, которое создало мир и жизнь в нем, так как данная теория противоречит многим научным достижениям и открытиям.

Также божественная гипотеза не дает возможности установить, когда возникла жизнь на Земле. Некоторые священные писания и вовсе не содержат этой информации, в остальных данные банально не совпадает, что ставит гипотезу под огромные сомнения.

Ни одна из выше названых теорий не является идеальной и не может всесторонне раскрыть вопрос происхождения жизни на планете. Какой теории придерживаться – решать только вам.

Современная теория возникновения жизни на Земле

Этапы развития жизни на Земле

Итог

Подытоживая вышесказанное, можно прийти к выводу, что жизнь зародилась 4 млрд. лет назад. Первым этапом развития жизни стал химический, после которого создались РНК и ДНК, а затем и все пять известных форм жизни.

Об ином говорят альтернативные теории, которые не поддерживаются в научных кругах. Среди них стоит отметить космическую и теологическую (божественную). Современные гипотезы возникновения жизни на Земле более прогрессивные, но и старые нельзя сбрасывать со счетов.

Источник: https://uchim.guru/biologiya/teorii-vozniknoveniya-zhizni-na-zemle.html

Может ли Вселенная возникнуть из… ничего?

Самые интересные предположения, связанные с Вселенной и развитием жизни в ней

Флуктуации вакуума могут послужить причиной образования виртуальных протовселенных, которые при определенных условиях способны перейти из виртуального состояния в реальное.

Физики долгие годы пытаются построить квантовую теорию гравитации — пока, к сожалению, безуспешно. Практически все они согласны, что такая теория должна объединить эйнштейновскую релятивистскую теорию тяготения с квантовой механикой, а это очень и очень непростая задача.

Квантовая механика при всех своих парадоксах все же описывает свойства объектов, существующих в неискривленном ньютоновском пространстве.

Будущая теория гравитации должна распространить вероятностные квантовомеханические законы на свойства самого пространства (точнее, пространства-времени), деформированного в соответствии с уравнениями общей теории относительности.

Как это сделать с помощью строгих математических выкладок, никто еще толком не знает.

Однако пути к подобному объединению можно обдумать на качественном уровне, и здесь появляются весьма интересные перспективы. Одну из них рассмотрел известный космолог, профессор Аризонского университета Лоуренс Краусс в своей недавно изданной книге «A Universe From Nothing» («Вселенная из ничего»). Его гипотеза выглядит фантастической, но отнюдь не противоречит установленным законам физики.

Считается, что наша Вселенная возникла из очень горячего начального состояния с температурой порядка 1032 кельвинов. Однако возможно представить и холодное рождение вселенных из чистого вакуума — точнее, из его квантовых флуктуаций.

Хорошо известно, что такие флуктуации порождают великое множество виртуальных частиц, буквально возникших из небытия и впоследствии бесследно исчезнувших.

Согласно Крауссу, вакуумные флуктуации в принципе способны давать начало столь же эфемерным протовселенным, которые при определенных условиях переходят из виртуального состояния в реальное.

Вселенная без энергии

Что для этого нужно? Первое и главное условие — зародыш будущей вселенной должен иметь нулевую полную энергию.

В этом случае он не только не обречен на практически мгновенное исчезновение, но, напротив, может просуществовать сколь угодно долго.

Это связано с тем, что, согласно квантовой механике, произведение неопределенности величины энергии объекта на неопределенность его времени жизни не должно быть меньше конечной величины — постоянной Планка.

Разделение фундаментальных взаимодействий в нашей ранней Вселенной носило характер фазового перехода. При очень высоких температурах фундаментальные взаимодействия были объединены, но при остывании ниже критической температуры разделения не произошло (это можно сравнить с переохлаждением воды).

В этот момент энергия скалярного поля, связанного с объединением, превысила температуру Вселенной, что наделило поле отрицательным давлением и послужило причиной космологической инфляции. Вселенная стала очень быстро расширяться, и в момент нарушения симметрии (при температуре около 1028 К) ее размеры увеличились в 1050 раз.

В этот момент исчезло и скалярное поле, связанное с объединением взаимодействий, а его энергия трансформировалась в дальнейшее расширение Вселенной.

Коль скоро энергия объекта строго равна нулю, она известна без всяких неопределенностей, и потому время его жизни может быть бесконечно большим. Именно благодаря этому эффекту два заряженных тела, расположенных на очень больших расстояниях, притягиваются или отталкиваются друг от друга.

Они взаимодействуют благодаря обмену виртуальными фотонами, которые, в силу своей нулевой массы, распространяются на любые дистанции.

Напротив, калибровочные векторные бозоны, переносящие слабые взаимодействия, в силу большой массы существуют лишь около 10-25 секунды, вследствие чего эти взаимодействия обладают очень малым радиусом.

Что же за вселенная, пусть и эмбриональная, с нулевой энергией? Как объяснил «Популярной механике» профессор Краусс, в этом нет ничего мистического: «Энергия такой вселенной складывается из положительной энергии частиц и излучений (и, возможно, также скалярных вакуумных полей) и отрицательной потенциальной энергии тяготения. Их сумма может быть равна нулю — математика это допускает. Однако очень важно, что такой энергетический баланс возможен лишь в замкнутых мирах, пространство которых имеет положительную кривизну. Плоские и тем более открытые вселенные таким свойством не обладают».

Фазовый переход происходил в эволюции Вселенной три раза: при температуре 1028 K (распалось Великое объединение взаимодействий), 1015 К (распад электрослабого взаимодействия) и 1012 K (кварки стали объединяться в адроны).

Чудеса инфляции

Что произойдет, если квантовые флуктуации вакуума породят виртуальную вселенную с нулевой энергией, которая в силу квантовых случайностей получила какое-то время для жизни и эволюции? Это зависит от ее состава.

Если пространство вселенной заполнено веществом и излучением, она сначала будет расширяться, достигнет максимального размера и схлопнется в гравитационном коллапсе, просуществовав лишь ничтожную долю секунды. Другое дело, если в пространстве имеются скалярные поля, способные запустить процесс инфляционного расширения.

Существуют сценарии, в которых это расширение не только предотвращает гравитационный коллапс «пузырьковой» вселенной, но и превращает ее в почти плоский и безграничный мир. Тем самым неизмеримо вырастает и время ее жизни — практически до бесконечности. Таким образом, крошечная виртуальная вселенная становится вполне реальной — огромной и долгоживущей.

Даже если ее возраст конечен, он вполне может намного превысить нынешний возраст нашей Вселенной. Поэтому там могут появиться звезды и звездные скопления, планеты и даже, чем черт не шутит, разумная жизнь. Полноценное мироздание, возникшее буквально из ничего — вот на какие чудеса способна инфляция!

Статья «Миры из пустоты» опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2012).

Источник: https://www.PopMech.ru/science/12783-mozhet-li-vselennaya-vozniknut-iz-nichego/

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.