evan_gcrm (evan_gcrm) wrote,
evan_gcrm
evan_gcrm

Categories:

Теплый Эдем ранней вселенной

Оригинал взят у scinquisitor


“Life finds a way” – Ian Malcolm, Jurassic Park


Недавно в журнал Astrobiology была подана статья Авраама Лоэба “Пригодная для жизни эпоха в ранней вселенной”, в которой высказана удивительная идея о возможности существования жидкой воды (и жизни?) в очень молодой вселенной.
Согласно статье в начале существования вселенной космос был теплый и планеты с жидкой водой могли существовать уже 13.7 миллиардов лет назад, а точнее, примерно через 15 миллионов лет после большого взрыва.


Лично у меня в воображении сразу возникает чрезвычайно поэтичный образ раннего космоса. Представим себе молодую вселенную, которой всего 16 миллионов лет. Плотность материи в тысячи раз превышает современную. Кругом зарождаются и испепеляются маленькие оазисы жизни, теплые планеты с жидкой водой, а нескончаемые космические столкновения и возникающие потоки метеоритов разносят семена этой жизни с планеты на планету из звездной системы в звездную систему. Нет, на большинстве планет жизнь никогда не появлялась, на многих зачатки жизни были уничтожены катастрофами планетарных масштабов, но что-то выживает, что-то борется за свое существование, размножаясь и покоряя космическое пространство под давлением естественного отбора. Ведь у зарождающейся жизни есть лишь маленькое окно всего в несколько миллионов лет, чтобы сформироваться, окрепнуть и расселиться по галактике, перед тем как реликтовое излучение остынет, а тепло сохранят лишь те планеты, что будут вблизи звезд. Увы, у нас пока нет веских доводов считать, что жизнь на самом деле существовала в ту теплую эпоху, но мне кажется, что эта идея захватывающе красива.

Но спустимся на Землю и попробуем разобраться, откуда взялась идея теплой молодой вселенной. Одним из важнейших подтверждений теории большого взрыва стало открытие реликтового излучения, света почти равномерно поступающего со всех сторон в любую точку космического пространства. Реликтовое излучение является отголоском ранней вселенной, далеких времен, когда еще не было ни звезд, ни планет, а лишь относительно однородная горячая плазма, непрозрачная для света. Когда вселенная перестала быть настолько горячей, из этой плазмы начали формироваться атомы, а сама вселенная стала прозрачной. Так наступала великая эпоха космологической рекомбинации. Высвобожденный в эту эпоху свет реликтового излучения до сих пор блуждает по космосу, а точнее доходит до нас из тех отдаленных уголков вселенной, свет от которых идет до нас более 13 миллиардов лет. При этом длина волны этого изучения растет. Это обусловлено красным смещением: смещением длины волны света в красную (длинноволную) часть спектра в результате удаления от источников излучения: результат постоянного расширения вселенной.

Сегодня температура реликтового излучения составляет примерно 2.7 кельвина, что очень близко к абсолютному нулю, поэтому реликтовое излучение не может нагреть холодную планету. Авраам Лоэб сообразил, что в ранней вселенной температура реликтового излучения должна была быть намного выше. Эта идея кажется очевидной “задним умом”, но, по-видимому, она была слишком простой, чтобы прийти кому-нибудь в голову. Расчеты показали, что когда вселенной было примерно 15-17 миллионов лет реликтовое излучение должно было быть настолько теплым, что почти любой камень, астероид или планета имел бы температуру от 0 до 30 градусов Цельсия, даже если бы этот камень находился вдали от каких-либо звезд. Это та температура, при которой возможно зарождение и существование "жизни, как мы ее себе представляем”, хотя совершенно не очевидно, что любая жизнь обязана иметь химическую природу схожую с нашей.

Пока не ясно достаточно ли окна в несколько миллионов лет для зарождения жизни. В принципе это не противоречит известным фактам. Палеонтолог Кирилл Еськов (afranius) в своей книге “История Земли и жизни на ней” пишет:

… первые достоверные следы жизни появляются на Земле одновременно с первыми достоверными следами воды. А поскольку ископаемые могут сохраняться только в осадочных породах (за редчайшими исключениями, вроде захоронений под вулканическими пеплопадами и т.п.), то можно сформулировать и так: достоверные следы жизни известны в геологической летописи Земли с того самого момента, когда возникает принципиальная возможность их фиксации”.

Возраст Земли 4.54 миллиарда лет при этом 3.5 миллиарда лет назад на Земле, по-видимому, уже были довольно сложные микробные сообщества в форме бактериальных матов. Некоторые следы биологический активности свидетельствуют в пользу существования жизни 3.8 миллиардов лет назад, но это не значит, что жизнь не могла возникнуть еще раньше. Что справедливо, так это то, что появление разумной жизни на нашей планете, действительно потребовало миллиарды лет эволюции.

Еще один нюанс заключается в том, что планеты вроде Земли в своей эволюции проходят стадию, когда они сильно нагреты, а впоследствии остывают. Поэтому такие планеты в любом случае проходят период “благоприятный” для существования жидкой воды и “жизни, как мы ее себе представляем”. Скорость остывания поверхности планеты и время ее нахождения в таком “благоприятном” состоянии зависит от множества факторов, например, от массы планеты и ее состава. Высокая температура реликтового излучения означает, что планета при прочих равных будет остывать дольше, но некоторые планеты могут остывать достаточно долго и без этого. Мне кажется, что в таком случае значение теплого реликтового излучения в создании благоприятных условий для жизни во время существования молодой вселенной может оказаться преувеличенной, что, впрочем, не отменяет элегантность самой идеи.

Есть еще одно возражение против гипотезы зарождения жизни в молодой теплой вселенной. Дело в том, что в результате рекомбинации во вселенной сначала образовались протоны и электроны, затем водород и немножко гелия. Более тяжелые элементы, необходимые для жизни, образуются внутри звезд в ходе термоядерных реакций. Если звезда, в которой успели образоваться тяжелые элементы, взрывается как сверхновая, тяжелые элементы разбрасываются и могут послужить материалом для формирования планет и живых организмов.





В ранней вселенной количество тяжелых элементов, скорее всего, было недостаточным для образования планет современного типа и жизни на них. В своей статье Авраам Лоэб отвечает на это возражение тем, что планеты могли образоваться в ранней вселенной в том случае, если были существенные неоднородности с негауссовым распределением параметров в распределении космического вещества во вселенной. Подобные распределения неоднородностей ожидается в рамках некоторых ранее предложенных моделей расширяющейся вселенной.



Tags: Мироустройство, Мнение
Subscribe
promo evan_gcrm march 28, 2018 19:35 141
Buy for 30 tokens
Основополагающим элементом, основным двигателем всей жизни, является репликатор. Скопированная информация - это и есть «репликатор». На Земле первый репликатор довольно бесспорный - это гены, или информация, закодированная в молекулах ДНК. Точнее это первый репликатор, о котором мы знаем.…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments