Сергей Минаков - Таинственные явления природы и Вселенной

• Название: Таинственные явления природы и Вселенной
• Автор: Сергей Минаков
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-9910-2816-5,978-966-14-7242-5

Мир вокруг нас полон тайн и чудес, а человека всегда влекло необъяснимое и неизведанное… Удивительные факты, поразительные загадки, потрясающие открытия и самые смелые гипотезы — для всех, кто ищет истину!

Человек, Земля, Вселенная… Что знаем мы о мире, в котором живем? Здесь вы найдете ответы на вопросы, которые давно себе задавали.

— Как появилась жизнь на Земле?

— Какими могут стать люди в далеком будущем?

— Отчего случаются землетрясения, цунами и извержения вулканов?

— Как возникла Вселенная и что было, когда ее еще не было?

— Что будет, если Солнце потухнет?

— Есть ли жизнь на других планетах?

— Что такое черные дыры и имеет ли вес пустота?

---

Еще одна очень важная вещь — долгосрочная стабильность Солнечной системы непосредственно с момента ее образования. В нашем галактическом пространстве сближения и взаимодействия звезд одновременно редки и слабы из-за их очень низкой плотности. Если бы наша галактика содержала такое же количество звезд, но была в сто раз меньше, повышенная плотность звезд привела бы к достаточно высокой вероятности вхождения в нашу Солнечную систему какой-то другой звезды, которая разрушила бы орбиты планет. Подобное космическое столкновение могло бы изменить орбиту Земли и сделать нашу планету необитаемой или вообще выбросить Землю из Солнечной системы. В любом случае такой катаклизм означал бы конец жизни. Но в окрестностях нашей галактики предполагаемое время наступления такого события намного превышает время, необходимое для развития жизни.

Никто никогда не наблюдал атом. Они настолько малы, что их не видно в микроскоп и нельзя сосчитать и взвесить отдельно.

И все же нас преследует тайное сомнение. Если этот мир так хорошо подобран для того, чтобы «принять роды» жизни, то можно ли сказать, что это лучший из миров? Не говоря уже о том, что жизнь жизни рознь. Одно дело — какой-нибудь из экстремофилов, обитающих в кипящих грязевых резервуарах Йеллоустона, и совсем другое дело — Леонардо да Винчи! Леонардо сварился бы, попади он в условия, в которых экстремофил чувствует себя если не прекрасно, то хорошо, и все еще хорошо. Верно, Леонардо сложнее экстремофила, он — слишком сложная система.

Спустимся из космоса на грешную и прекрасную нашу Землю. Вероятно, Земля — не слишком удобное место для обитания живых существ, даже если она — единственное такое место. Из малой толики поверхности планеты, достаточно сухой, чтобы на ней стоять, очень большая ее доля либо слишком жаркая, либо слишком холодная, слишком сухая, слишком крутая, слишком высокая, чтобы от нее была польза. Надо признать, отчасти это и наша вина. Что касается приспособляемости, человеческие существа потрясающе беззащитны. Как и большинству животных, нам не слишком по вкусу по-настоящему жаркие места, но поскольку мы так обильно потеем и легко подвержены тепловым ударам, то являемся особенно уязвимыми. В наихудших условиях — передвигаясь пешком без воды в жаркой пустыне — большинство людей не позже чем через семь-восемь часов тронется рассудком и свалится, чтобы, возможно, никогда больше не встать. Не менее беспомощны мы и перед лицом холода. Как все млекопитающие, люди хорошо выделяют тепло; однако ввиду того, что мы практически безволосы, мы не в состоянии его удерживать. Даже в сравнительно мягкую погоду половина калорий сжигается, чтобы сохранять тело теплым. Разумеется, мы в значительной мере можем противопоставить этим недостаткам одежду и жилище, но даже при этом части суши, на которых мы готовы или способны жить, представляются довольно скромными: всего 12 % общей площади суши и только 4 % всей поверхности планеты Земля.

Однако, когда думаешь об условиях в других местах известной нам Вселенной, удивляет не то, что мы используем такую малую часть нашей планеты, а то, что нам удалось найти планету, где можно пользоваться хотя бы этой малой толикой. Достаточно взглянуть на собственную Солнечную систему — или на Землю в некоторые периоды ее истории, — и станет ясно, что большинство мест намного суровее и значительно менее приспособлены для жизни, нежели наш спокойный голубой влажный шарик.

Пока исследователи Вселенной открыли за пределами Солнечной системы чуть более тысячи планет — это из, как считают, десяти миллиардов триллионов. Но тем не менее уже ясно: чтобы получить пригодную для жизни планету, требуется невероятное везение, и чем сложнее жизнь, тем больше нужно везения. Исследователи выделили около двух десятков доставшихся нам на Земле особенно благоприятных обстоятельств, но в нашем беглом обзоре мы выделим только четыре основных.

Отличное местоположение. Мы чуть ли не сверхъестественным образом оказались на нужном расстоянии от подходящей звезды, которая достаточно велика, чтобы излучать большое количество энергии, но не настолько велика, чтобы быстро сгореть. Это одна из странностей физики — чем крупнее звезда, тем быстрее она сгорает. Будь наше Солнце в десять раз крупнее, оно исчерпало бы себя за десять миллионов, а не за десять миллиардов лет, и нас бы здесь теперь не было. Нам также повезло с орбитой. Окажись мы слишком близко, и все на Земле выкипело бы. Слишком далеко — и все бы замерзло. Есть весьма правдоподобные оценки, согласно которым Земля была бы необитаемой, окажись она на 15 % дальше от Солнца или на 5 % ближе! Таковы границы обитаемой зоны в Солнечной системе.

Чтобы представить, насколько узок этот пояс, достаточно взглянуть на Венеру, которая ближе нас к Солнцу всего на 40 млн км. Солнечное тепло достигает ее всего на две минуты раньше нас. По размерам и по составу Венера очень схожа с Землей, но небольшая разница в размерах орбит явилась причиной всех существующих различий. Похоже, что в ранний период существования Солнечной системы Венера была чуть теплее Земли и, возможно, на ней были океаны. Но эти несколько лишних градусов тепла привели к тому, что Венера не смогла удержать на своей поверхности воду, что имело губительные последствия для климата.

Когда вода испарилась, атомы водорода улетели в космос, а атомы кислорода соединились с углеродом, создав плотную парниковую атмосферу из углекислого газа. На Венере стало очень душно. Были времена, когда астрономы надеялись, что под плотными облаками Венеры может найти приют жизнь, возможно даже в виде своеобразной тропической растительности. Но теперь мы знаем, что окружающая среда там невыносима для любых форм жизни, какие только можно представить. Еще бы! Температура поверхности в 470 °C достаточна, чтобы расплавить свинец! Атмосферное давление на поверхности в 90 раз выше, чем на Земле.

Вот что происходит, когда вы оказываетесь на две световые минуты ближе к Солнцу. Отодвиньтесь подальше — и проблемой станет не жара, а холод, о чем с ледяным спокойствием свидетельствует Марс. Он тоже когда-то был значительно более приемлемым местом, но не смог удержать достаточно плотную атмосферу и превратился в замерзшую пустыню.

Раскалите 30-сантиметровую стеклянную палочку посередине. Теперь беритесь за один из концов. Боитесь обжечься? Не стоит! Теплопроводность стекла так мала, что концы палочки останутся холодными.

Но находиться на нужном расстоянии от Солнца недостаточно, иначе Луна была бы прекрасным обитаемым космическим объектом, покрытым лесами, чего мы явно не наблюдаем. Для этого требуется… Подходящая планета. Мы с тревогой говорим об опасных вулканах, отлично зная, что живем на расплавленной внутри планете. Однако мы не отдаем себе отчета в том, что без бушующей под нами магмы нас бы здесь не было.

Кроме всего прочего, наши активные недра способствовали формированию атмосферы и магнитного поля, которые защищают нас от космического излучения. Они также дали нам тектонику плит, которая постоянно обновляет и корежит поверхность. Если бы Земля была совершенно гладкой, ее покрывал бы слой воды в 3 км толщиной. В этом безбрежном океане могла бы существовать жизнь, но наверняка не было бы футбола.

В дополнение к благотворной активности недр Земли мы еще располагаем нужными элементами, причем в правильных для растений, животных и человека пропорциях. В буквальном смысле мы сделаны из подходящего материала.

Есть еще одно важнейшее обстоятельство. Мы живем на двойной планете. Немногие считают Луну планетой, но, по существу, это именно так. Большинство спутников очень малы по сравнению с главной планетой. Например, спутники Марса Фобос и Деймос в диаметре всего порядка 10 км. А диаметр Луны больше четверти диаметра Земли: наша планета единственная в Солнечной системе имеет спутник столь значительного относительно нее размера (Плутон не в счет, потому что он сам слишком мал), и это имеет огромное значение. Без уравновешивающего влияния Луны Земля болталась бы, как останавливающийся волчок, и одному Богу известно, какие последствия это имело бы для климата и погоды. Устойчивое гравитационное воздействие Луны позволяет Земле стабильно вращаться с нужной скоростью и под нужным углом, обеспечивая такую устойчивость, какая необходима для длительного и благополучного развития живых организмов. Это не будет продолжаться вечно. Луна ускользает из наших объятий со скоростью примерно 4 см в год. В следующие 2 млрд лет она ретируется так далеко, что не будет поддерживать нашу устойчивость, и человечеству придется искать какое-то решение. Но пока можно размышлять о нашей спутнице как о приятной принадлежности ночного неба.

Долгое время астрономы предполагали, что либо Луна и Земля образовались одновременно, либо Земля захватила Луну, когда та пролетала мимо. Сегодня распространена теория, согласно которой около 4,4 млрд лет назад в Землю врезался объект размером с Марс, вырвав достаточно вещества, чтобы из обломков образовалась Луна. Ясно, что для нас это было большой удачей. Особенно то, что все это произошло так давно. Случись это в прошлую среду — нам всем было бы буквально мало места!