Forbes (США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке)): как Вселенная сделала наше существование вероятным? — zod-al.ru

Главный источник — Этан Сигел (Ethan Siegel), группа источников — «Starts With a Bang»

Мы можем выяснить о истории Вселенной просто посмотрев на самих себя. Тело взрослого человека представляет собой замечательную сложную систему, сделанную из триллионов клеток и около 1028 атомов, составных частей всей материи на Земле. История сотворения человека докладывает нам информацию не лишь о эволюции и истории Земли, но и обо всей Вселенной в целом.

На нашем существовании сказались не лишь выживание, благоденствие и наполнение различных экологических ниш, но и Вселенная в целом. История нашего возникновения просит рассмотрения всех шагов развития наших галлактических предшественников, начиная с прошлых поколений звезд и слияний старых галактик и до самого Огромного взрыва. Даже черная материя играет очень важную роль в существовании человека в данной Вселенной. У населения земли ушло 13,8 млрд лет, чтоб показаться на Земле, и нам наконец удалось реконструировать галлактическую история нашего сотворения.

Чтоб на базисном уровне осознать, что представляет из себя человеческое существо, необходимо поглядеть на главные составляющие его тела, на атомы. Кислород — главный компонент наших тел, потом идет углерод, водород, азот и кальций. В общей трудности, существует около 56 частей повторяющейся системы составляющих минимум 0,1 миллиграмма обыденного человека, включая легкие и томные элементы, играющие важную роль в наших био действиях.

В протяжении крайних 200 тыщ лет существования людей на Земле каждое следующее поколение наследовало предшествующему. Неважно какая жива особь происходит от родительского организма (либо организмов), а генетический материал (и все вероятные мутации) перебегают от родителей к ребенку. Таковым образом, хоть какой жив организм на планетке связан собственной историей с непрерывной линией жизни возрастом в четыре млрд лет.

КонтекстSlate: чем будет питаться население земли, когда наступит конец света?Slate.fr19.07.2020DN: как резвым быть может человек?Dagens Nyheter21.06.2020Javan: докторы — жертвы людской халатностиJavan01.04.2020Но все когда-либо существовавшие виды состояли из тех же компонент, что и человек, из тех же частей и атомов. Они все нуждаются в надежном доме, где сумеют перевоплотиться в размеренную форму жизни, которая сумеет плодиться и поддерживать себя млрд лет. Сиим домом может стать каменистая планетка вроде Земли на орбите относительно устойчивой звезды как Солнце. Нет никакой гарантии, что эволюция чего-то схожего на человека неминуема, но для каждой планетки во Вселенной, имеющей схожие с Землей условия, мы должны предугадать такую возможность. 

В таком случае вопросец заключается последующем. Что обязано случиться для образования жизни на планетке вроде Земли, вращающейся вокруг похожей на Солнце звезды? Мы не можем просто сказать: «Вселенная была так сотворена», поэтому что наука так не работает. В науке, если ты хочешь ответить на вопросец о Вселенной, ты должен спросить о этом саму Вселенную. Мы делаем это, создавая догадки, проведя опыты и наблюдения и приходя к определенным выводам. 

К счастью, таковой способ удачно снабжает нас ответами на наши вопросцы.

1-ый подходящий нам ингредиент — это нужные для жизни элементы, составляющие повторяющуюся таблицу. Пристально рассматривая Землю и остальные тела Галлактики, включая метеоры, падающие на нашу планетку, мы можем найти, какие элементы находятся и в котором объеме, в галлактических телах содержатся все нужные для жизни вещества.

Исследование Вселенной включает исследование огромных мощных звезд; образования сверхновых; малеханьких, схожих на Солнце звезд; звездных останков вроде белоснежных карликов и нейтронных звезд; галлактических лучей и самого Огромного взрыва. Эта информация поможет нам осознать, откуда поступает большая часть частей. Таковым образом, чтоб сделать Вселенную, допускающую существование человека, мы должны осознать, что нужно для этого.

Может быть, ответ вас изумит, но нам необходимо все это. Но недозволено брать все элементы сразу.

Если наша Вселенная началась с Огромного взрыва, единственными элементами, что были тогда, являются водород, гелий и незначительно лития (элемент №3). Причина этому ординарна: на ранешних жарких стадиях у вас есть огромное количество протонов и нейтронов при высочайшей энергии, но также у вас есть и огромное количество фотонов, частиц света, которые отталкивают протоны и нейтроны друг от друга, если они сталкиваются.

Лишь когда Вселенная расширяется и довольно остывает, протоны и нейтроны могут сделать наиболее томные элементы, а это занимает время. Но к этому моменту среда уже наименее уплотненная и активная, а электронные силы, отталкивающие два атома гелия, так сильны, что частички не могут преодолеть ее. Во время Огромного взрыва создаются лишь легкие элементы. Для томных частей необходимо подождать образования звезд.

Ушли 10-ки, а может сотки лет, чтоб Вселенная довольно остыла, а гравитация собрала довольно материи в различных местах, чтоб началось образование звезд. Для того, чтоб это случилось, Вселенной необходимо:

родиться с некими недочетами, в одних областях будет больше вещества, чем в остальных;

довольно остыть, чтоб сделалось вероятным формирование размеренных атомов из ионизированных атомных ядер и вольных электронов;

притянуть достаточное количество материи в одно пространство, чтоб газовые облака могли подорваться и сделать звезды;

этот взрыв должен выделить достаточное количество энергии, чтоб снутри звезды начался ядерный синтез. 

1-ый пункт — ключевое подтверждение расширения Вселенной. Действия второго пт — источник реликтового излучения. На 3-ий шаг уходит больше всего времени, те же 10-ки либо сотки миллионов лет. Но 4-ый шаг вызывает непонимание.

МультимедиаЗавораживающие снимки космосаИноСМИ14.07.2015Почему?

Обычно при образовании звезд газ остывает, отдавая энергию через свои томные элементы. Если таковых частей нет, единственный метод остыть — образование газообразного водорода, но это очень неэффективно. В следствие этого самые 1-ые звезды, которых астрологи именуют население III, очень отличались от сегодняшних.

В целом, при образовании новейших звезд Вселенная делает несколько томных и мощных голубых звезд. Но новенькая звезда обычно малая, всего 40% массы Солнца. Из-за отсутствия томных частей средняя звезда населения III обязана была быть в 10 раз больше Солнца. Это означает, что они все прожили не достаточно и пропали во взрыве суперновой.

В определенном смысле это отлично. Суперновые могут не лишь создавать определенный ряд томных частей, но они также ведут к образованию нейтронных звезд, которые могут соединяться совместно и создавать самые томные элементы, такие как йод, золото, платина и вольфрам. Эти 1-ые звезды важны, как и тот факт, что они сделали суперновые.

Неувязка заключается в том, что ранешние звездные кластеры владеют малым количеством материи, тогда как суперновые выкидывают материю с большой скоростью. Если вы проведете подсчеты и сравните данные «сколько материала потребовалось для сотворения первых звезд» с данными «как стремительно суперновые выбрасывают материю», вы столкнетесь с головоломкой.

Выброшенная материя распространяется очень стремительно для имеющейся массы. Это означает, что томные элементы должны были очень стремительно выбрасываться в межгалактическое место. 

Это плохо! Необходимо держаться за этот материал, он нужен нам для формирования новейшего поколения звезд, а непосредственно для сотворения:

    следующих поколений звезд, чтоб в итоге получить звезды малой массы;

    каменистых планет, чтоб мы могли получить миры вроде Земли, а не только лишь газовые планетки;

    жизни, поэтому что для нее необходимы хим процессы, которые вероятны лишь при наличии томных частей.

Обыкновенной основанной на атомах Вселенной для этого не хватит. Всего имеющегося газа, пыли и темных дыр недостаточно, чтоб сделать гравитационные силы, достаточные для удержания данной материи. Во Вселенной, состоящей лишь из атомов, мощные структуры вроде Млечного Пути невозможны. Для их сотворения нужен очередной материал: черная материя.

С черной материей эти ранешние звездные кластеры и протогалактики владеют достаточной гравитацией, чтоб удержать материю, разлетающуюся от взрывов суперновых и иных катастроф. Она дозволяет притягивать к для себя больше и больше материи. Со временем скапливается довольно материи, включая томные элементы, для начала формирования наиболее развитых звезд. Эти звезды наименее массивны, с их помощью создаются не лишь элементы повторяющейся таблицы, но и белоснежные лилипуты, которые сталкиваются и взрываются, что тянет за собой формирование таковых частей, как углерод, азот и кальций, являющихся главными для людского тела.

Статьи по темеQuanta Magazine: какой формы Вселенная?Quanta Magazine18.03.2020The New Republic: как черная материя cформировала ВселеннуюThe New Republic01.02.2020В конце концов, по прошествии млрд лет личные галактики, такие как Млечный Путь, копят довольно томных частей, чтоб при формировании новейших звезд можно было вокруг их сделать каменистые планетки Земного типа. Считается, что спустя приблизительно 9,2 млрд лет опосля Огромного взрыва, в области звездообразования Млечного Пути формируется целый ряд звезд, одна из которых станет нашим Солнцем. Его протопланетарный диск разовьется таковым образом, что покажутся четыре каменистые планетки внутренней зоны, а также система наружных газовых гигантов. На третьей планетке от Солнца, Земле, в один прекрасный момент сформируется жизнь, что приведет к возникновению человека.

Ни одно из этих событий не было предопределено. Если мы отмотаем время вспять к моменту образования Галлактики, а позже снова запустим часы, то весьма маловероятно, что у нас получится сформировать жизнь, даже если мы проделаем это млрд раз. Но если мы отмотаем время до ранешних стадий жаркого Огромного взрыва, то будут неминуемы заполненная звездами Вселенная, галактики, каменистые планетки, звезды солнечного типа и триллионы за триллионами шансов формирования жизни.

Причина этого ординарна: законы и главные ингредиенты Вселенной останутся теми же. Вселенная, рожденная из обыкновенной материи, произведет легкие элементы. Заполненная недочетами Вселенная сформирует поколения звезд. Вселенная с черной материей притянет выкидываемые материалы и образует звезды с томными элементами. Вселенная со вторым поколением звезд сформирует каменистые планетки и звезды солнечного типа. А Вселенная с каменистыми планетками земного типа сделает вероятным возникновение жизни, ее сохранение и благоденствие на миллионы лет. Все другое быть может случайным, но лишь не то, что сделало наше существование вероятным. И от всех нас зависит, растеряем мы это либо нет.