Процесс образования планет идет по сценарию, похожему на синтез звезд. Так же уплотняется облако пыли, оставшееся после взрыва звезды, так же идут в нем процессы трансформации вещества. И хотя механизм изменений здесь другой, чем в звездах, – в результате эволюции планет также образуется вещество как очень простой, так и чрезвычайно сложной структуры. Ядро Земли, например, состоит в основном из двух элементов – железа и никеля, в мантии число минеральных видов – порядка десяти, в гранитном и осадочном слоях их уже около четырех тысяч.
История развития минералов также имеет свои скачки. Один из них знаменуется возникновением на поверхности литосферы Земли особого класса силикатных минералов – цеолитов, которые имеют наиболее сложную структуру, приближающуюся к органическим полимерам. Эта революция в мире минералов совпадает по времени с возникновением первых форм жизни.
Возникновение жизни – еще один «взрыв», не столь «шумный» по своим внешним проявлениям, как рождение Вселенной или взрыв сверхновой, но не менее значительный по тем качественным изменениям, которые он повлек за собой. Появление жизни это, по сути, очередной скачок в изменении структуры Вселенной, нарушение ее симметрии, проявляющееся, в частности, в переходе от смешанных (рацемичных) наборов аминокислот и сахаров к чистым (хиральным). Как и прежние структурные изменения Вселенной, это произошло также достаточно резко, по космическим временным масштабам – «мгновенно», почти одновременно по всей поверхности Земли примерно четыре миллиарда лет назад.
Следующий этап – возникновение разума. От простейших нервных клеток через линейные цепочки, образующие нервные волокна, объемные узлы, до мозга человека, до информационного банка Земли, включающего в себя, помимо знаний индивидуумов, и содержание библиотек, архивов, банков знаний, и глобальную информационную сеть – радио, телевидение, Интернет… Неустанно трудятся творцы, преодолевая сопротивление инертной материи, подчиняющейся второму началу термодинамики, которое гласит: «Все меняется от порядка к беспорядку».
Что же будет дальше? Современная космология предполагает несколько вариантов развития: если средняя плотность вещества в настоящий момент не превосходит некоторого критического значения, расширение Вселенной будет идти бесконечно. Если же критическое значение превышено, то расширение сменится сжатием и все вернется в исходное состояние – в точку, к недифференцированному первовеществу. При плотности, равной критической, рост Вселенной постепенно замедлится и ее размер стабилизируется. Современные данные не позволяют ответить на вопрос о нашем далеком будущем, но если предположить существование невидимой, так называемой «скрытой массы» Вселенной, чему имеется множество косвенных свидетельств, то мифологический сценарий конца света становится научным фактом.
Процесс творчества Вселенной продолжается. Акты творения – «маленькие Большие взрывы» – зажигают звезды, производят на планетах революционные изменения, в результате которых рождаются живые существа, человек, разум…
Что нас ждет дальше?
Алексей Чуличков, д-р физ. – мат. наук, МГУ
Современные представления о ранней Вселенной
Геометрия пространства-времени и гравитация
98 лет тому назад, в начале XX века, в работах А. Эйнштейна по теории относительности пространство и время начинают собираться в некоторый универсальный комплекс. Этот комплекс, называемый интервалом, сохраняется при различных физических преобразованиях, при переходах от движущихся систем отсчета к неподвижным. Работы Эйнштейна привели нас к пониманию того, что пространство и время нельзя отделять одно от другого, в каком-то смысле это единая сущность. Но в то же время нельзя отождествлять время и пространство. Это все-таки разные физические понятия. И сейчас наши представления о пространстве и времени оказались уже существенно измененными в той эволюции знаний, которая прошла с конца XIX – начала XX века.
