Виктор де Касто - Pro темную материю

• Название: Pro темную материю
• Автор: Виктор де Касто
• Жанр: Образовательная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-906150-74-5

Почему 22 % материи во Вселенной называют темной? Потому что ее не видно в традиционном смысле и даже в оптическом диапазоне длин волн, как видно обычную, светящуюся материю. Темная материя не принимает участия в электромагнитном взаимодействии. При этом она однозначно существует.

Еще большую долю, 74 %, в составе Вселенной занимает темная энергия, предположение о существовании которой было высказано после наблюдений за сверхновыми и расширяющейся Вселенной. Свойства этой субстанции оказались очень странными…

По мнению ряда ученых, без темной материи и темной энергии невозможно возникновение и существование самих галактик, звезд в галактиках, звездных систем, планет и жизни.

Автор увлекательно рассказывает об истории изучения Вселенной, о великих астрономах, астрофизиках и космологах, их попытках узнать или, скорее, рассчитать судьбу Вселенной.

---

Наша Солнечная система в спиральной галактике Млечный Путь оказалась в «нужном» месте спирального рукава и на «нужном» расстоянии от центра галактики (Солнце находится на расстоянии 26000 световых лет от него). В противном случае эта система не получила бы достаточного количества тяжелых химических элементов, которые поставляют сверхновые звезды после своего взрыва, а также фтора, который дают белые карликовые звезды, или жизнь была бы уничтожена мощными излучениями радиации и выбросами материальных частиц.

Также наше Солнце находится далеко и от опасных спиральных рукавов (во внутреннем крае так называемого «рукава Ориона»). В центре Млечного Пути находится черная дыра, в результате деятельности которой высвобождаются огромные количества рентгеновских лучей, гамма-лучей и корпускулярного излучения, а они смертельны для жизни. Также в центре галактики и ее спиральных рукавах взрывается много сверхновых звезд. Солнечная система находится на круге, где период вращения рукавов практически совпадает с периодом обращения системы вокруг ядра галактики – другими словами, наше Солнце очень редко проходит сквозь рукава, в отличие от большинства звезд Млечного Пути. Но при этом наша Солнечная система не находится и на далекой периферии галактики (периферия – не лучшее место для возникновения жизни, так как там мало звезд, скорость возникновения новых, от которых поступает «строительный» материал для планет, намного меньше).

Чтобы на какой-то планете могла существовать жизнь, ее звезда должна обладать уникальным набором характеристик. К ним относятся масса, излучение, состав, орбита, расстояние до планеты, тип галактики и определенная позиция в ней; также звезда должна была сформироваться в строго определенный момент развития галактики. Звезда должна быть одиночной (в нашей галактике таких только 25 %).

Наше Солнце обладает необходимыми характеристиками и является огромной редкостью с точки зрения астробиологии. До настоящего времени, несмотря на многолетние и усиленные поиски, астрономам не удалось обнаружить вторую звезду, характеристики которой совпали бы с параметрами Солнца, которое относится к желтым карликам класса G.

Солнце также входит в 10 % самых массивных звезд нашей галактики, однако отмечу, что чем больше масса звезды (например, на 20 % больше солнечной), тем меньше ее «жизненный цикл» (примерно 2 млрд лет вместо 10 млрд), ее яркость будет меняться сильнее, ультрафиолетовое излучение, вредное для жизни, окажется мощнее.

Солнце – молодая звезда, оно относится к звездам третьего поколения, то есть образовалось из останков звезд первого и второго поколений. Это произошло примерно 4,59 млрд лет назад при быстром сжатии облака молекулярного водорода под действием сил гравитации. По сравнению с другими звездами такого возраста в нашем районе галактики, Солнце отличается высоким содержанием тяжелых элементов, в частности, железа, никеля, магния, алюминия, натрия, кальция, хрома и ряда других, вращается по более циркулярной орбите, совершая полный оборот за 200 млн лет.

Состояние нашей звезды намного стабильнее большинства сопоставимых звезд, так как в течение солнечного цикла интенсивность излучения примерно постоянна, увеличиваясь в момент максимума всего на 0,1 %. В ядре Солнца постоянно происходит превращение водорода в гелий, первый составляет примерно 73 % от всей массы Солнца, а второй примерно 25 %. Если выразиться по-другому, то при температуре более 14 млн градусов осуществляется термоядерная реакция, в результате которой из четырех протонов образуется гелий-4. Каждую секунду около 4 млн тонн вещества превращается в лучистую энергию, генерируется солнечное излучение. Оно несет Земле жизненно необходимую энергию соответствующего спектра и интенсивности.

Уникальным является не только Солнце, но и наша Земля – и звезда, и планета оказались в максимально пригодном для жизни месте. Земля находится на оптимальном расстоянии от Солнца (150 млн километров), в так называемой «околозвездной обитаемой зоне», и постоянное пребывание в этой зоне важно для поддержания и сохранения постоянства климата. Смещение Земли всего на 2 % сделало бы жизнь на ней невозможной. Если бы Земля была ближе к Солнцу, то вся вода испарилась бы, если дальше – замерзла. Умеренная температура земной поверхности позволяет воде находиться в жидком состоянии, чего нет на других планетах. Хотя допустимо небольшое изменение скорости вращения Земли вокруг своей оси без ущерба для высокоорганизованных форм жизни.

Угол наклона земной оси тоже оптимален и составляет 23,5 градуса относительно перпендикуляра к плоскости орбиты. Благодаря углу наклона земной оси обеспечиваются хорошие климатические условия на большей части поверхности планеты. Оптимальными оказались и размеры, и масса нашей планеты. Диаметр составляет 12,5 тысяч км, а масса = 5,97 × 1024 кг. Если бы эти показатели были меньше, то у Земли не было бы атмосферы (как, например, ее нет у Луны). Если показатели были бы больше, то в атмосфере сохранились бы ядовитые газы (метан, аммиак, водород).

Кроме того, планета с недостаточной массой не может удержать внутреннее тепло и быстро остывает. Железное расплавленное ядро планеты создает магнитное поле, защищающее ее биосферу от губительного воздействия космических лучей, заряженных частиц солнечного ветра, жесткого рентгеновского излучения. Наша планета уникальна и своей атмосферой – соотношением в ней объемов кислорода и азота, уровнями углекислого газа, водяного пара, озона. При меньшем количестве кислорода в воздухе (менее 21 % атмосферы) задохнулись бы крупные млекопитающие, при увеличении количества кислорода планета страдала бы от постоянных пожаров. Особенный состав земной атмосферы (в частности, наличие озона) обеспечивает поглощение рентгеновского и ультрафиолетового излучения. Уникальны наши морская и пресная вода, при этом многие полезные для жизни вещества очень хорошо растворяются в воде, а вредные растворяются плохо. Пары воды легче сухого воздуха, что важно для переноса теплоты и круговорота воды на планете, а атмосфера не дает воде улетучиться в космос.

Из сказанного можно сделать вывод, что для существования Вселенной, галактики и обитаемой планеты необходимы уникальные условия. Регулярные научные наблюдения позволили открыть 26 параметров, которые должны иметь строго определенные значения для существования Вселенной и жизни в ней. Это: постоянная сильного и слабого ядерного взаимодействия, постоянная гравитационного взаимодействия, постоянная электромагнитного взаимодействия; отношение массы нейтрона к массе протона, протона к массе электрона, отношение количества протонов к количеству электронов и ряд других параметров. Они должны иметь строго постоянные значения!

Например, если бы сильное ядерное взаимодействие (сила, определяющая степень притяжения протонов и нейтронов в ядре атома) было всего на 2 % слабее существующего, то протоны и нейтроны не смогли бы удержаться вместе и во Вселенной существовал бы только один элемент. Это был бы водород, ядро атома которого состоит из одного протона, а нейтрона не имеет. Если бы, наоборот, сильное ядерное взаимодействие было всего на 0,3 % сильнее существующего, то протоны и нейтроны притягивались бы друг к другу с такой силой, что во Вселенной не было бы водорода. Жизнь без водорода невозможна и она также невозможна, если единственным элементом является водород. А если бы, например, протоны оказались тяжелее нейтронов, то они превратились бы в нейтроны, но без протонов было бы невозможным существование атомов и молекул. Соотношение между количеством протонов и электронов должно быть точным – галактики, звезды и планеты никогда бы не образовались, если бы количество протонов не равнялось количеству электронов.

Жизнь на Земле была бы невозможна, если бы не 41 физический и космологический параметр, каждый из которых должен иметь вполне определенное значение. Американский астрофизик Хью Росс рассчитал вероятность случайного совпадения 41 такой характеристики и получил величину, равную 10–53. Отмечу, что ученые считают практически невозможной вероятность события, меньшую, чем 10–40. Примерное количество планет во Вселенной составляет 1020. Есть ли где-то условия для возникновения жизни, как в нашей галактике, нашей Солнечной системе, на нашей Земле? Это могло произойти без вмешательства Высшего разума? Отмечу, что в наши дни многие ученые приходят к вере благодаря занятиям наукой, которая вескими научными фактами подтверждает «толчок Создателя».

Доказательства теории Вселенной

Вернемся к Эдвину Хабблу и расширению Вселенной. Хаббл был наблюдателем, он собирал доказательства и хотел, чтобы теории строили теоретики.

Вообще, расширение Вселенной было предсказано и обосновано Александром Фридманом; этим же вопросом занимался Жорж Леметр. Теорию расширяющейся Вселенной он разработал независимо от Фридмана. Во время визита в США он познакомился с исследованиями Хаббла и Слайфера по красному смещению галактик и в дальнейшем опубликовал свое объяснение этого явления. Леметр отождествлял наблюдаемое спектроскопически разбегание галактик с расширением Вселенной. Он также говорил и о расширении «в обратном направлении», будто прокручивал пленку назад: размер Вселенной сжимается, она становится меньше и меньше, галактики соединяются и уменьшаются, процесс идет быстрее и быстрее, пока не достигает состояния, которое он называл «первичным», или «первозданным атомом», с которого все и началось. Теория эволюции Вселенной, начиная с этого самого атома, и есть теория Большого взрыва.