Кратчайшая история Вселенной. От Большого взрыва до наших дней (в сверхдоступном изложении) - Дэвид Бейкер

Гибель сложности

Однако в усложнении истории есть некоторая ирония. Причина, по которой энергия течет от звезд, питая растения, которыми насыщаются животные, чтобы дать энергию мозгу сети человечества, задана вторым законом термодинамики. Этот закон заставляет энергию стремиться к выравниванию – а сделать это она может только путем перетекания из мест, где энергии больше, в места, где ее меньше. В краткосрочной перспективе этот поток энергии может порождать усложнение. Однако в конечном итоге, поскольку поток энергии выравнивается, она перестает двигаться, что прекращает усложнение.

Этот создающий жизнь закон в итоге забирает ее в обмен. Только смерть оплачивает жизнь. Звучит как философское умозаключение, но именно такова вселенская реальность.

Лишь в крошечных уголках Вселенной, где имело место неравномерное распределение энергии, сложность продолжает расти. Остальная часть Вселенной, примерно 99,9999999999999 % пространства, уже мертва, неспособна порождать новое усложнение. Вот почему концентрация энергии в первые доли секунды существования Вселенной определила саму возможность нашего существования.

Чем сложнее нечто, тем больше энергетических потоков ему требуется и тем быстрее оно их расходует. Например, собаке нужно больше энергетического потока в день, чем крошечной колонии бактерий. Автомобилю требуется так много энергии, что приходится использовать накопленную за миллионы лет энергию органических веществ, оказавшихся под землей и превратившихся в нефть и бензин. Собаки удобряют травку, автомобили извергают дым из выхлопных труб, и некоторые из этих отходов не могут быть использованы снова. Никогда.

Со временем во Вселенной полностью закончится энергия. Через триллионы и триллионы лет. Так что на самом деле сложность – это лишь побочный продукт долгой истории, в течение которой Вселенная старается вернуться в царство равномерно распределенной энергии. В итоге Вселенная станет не более чем слабой сферой излучения: спокойным космосом без истории, без изменений и без сложности. Такое состояние называется тепловой смертью.

Коллапс сложности составляет угрозу на протяжении всей истории, и мы вернемся к опасности тепловой смерти по мере того, как будем подбираться к концу нашего повествования. Пока же просто помните, что источник нашего существования одновременно ведет нас к вероятному уходу в небытие. Второй закон термодинамики является и создателем, и разрушителем миров.

Единственный способ обойти второй закон – это создать сверхцивилизацию, которая за многие миллионы лет будущего научного прогресса станет настолько сложной, что научится управлять даже фундаментальными законами Вселенной.

©Aira Pimping

3

Происхождение планеты Земля

В процессе формирования Солнце поглощает 99 % материи в Солнечной системе Оставшийся 1 % материи образует вокруг Солнца кольцо пыли шириной более светового года • На каждой орбите пыль концентрируется в планеты, астероиды и кометы • На одной из орбит в результате серии столкновений формируется Земля • Земля остывает

Наша Галактика, Млечный Путь, началась со скопления первых гигантских звезд примерно 13,5 миллиарда лет назад. Вскоре она стала закручиваться и приобрела форму плоского диска с выпуклостью в центре. По мере того как соседние галактики втягивались в его гравитационное притяжение, Млечный Путь слился с ними и увеличился в размерах. 10 миллиардов лет назад произошло последнее галактическое слияние. Сегодня наша галактика имеет размер 100 000 световых лет в ширину и содержит от 200 до 400 миллиардов звезд.

Первое поколение звезд полностью разрушилось всего через несколько миллионов лет после образования Млечного Пути. Гравитация снова собрала вместе водород, гелий и тяжелые элементы, созданные в огромных сверхновых, и образовались совершенно новые звезды. Второе поколение звезд продолжало светить в течение миллиардов лет.

Затем, 4,567 миллиарда лет назад, одна из таких звезд, расположенная на расстоянии в один световой год от места, где сейчас находится наша Солнечная система, на спиральном рукаве Млечного Пути, взорвалась еще одной сверхновой звездой. Этот взрыв засеял пространство девяносто двумя природными химическими элементами, от водорода до урана. Выброс энергии сверхновой звезды запустил в близлежащем облаке горячего газа начало процесса формирования звезды третьего поколения. Впервые вспыхнул огонь нашего Солнца. Вследствие огромного гравитационного притяжения Солнца большинство материи в Солнечной системе было захвачено Солнцем. Оставшийся 1 % вещества сформировал вокруг Солнца диск из крошечных частиц пыли, и продукты этого процесса растянулись во всех направлениях на световой год.

Солнечная система

©Mikkel Juul Jensen / Science Photo Library

Пыль ранней Солнечной системы содержала все девяносто два элемента, которые в вакууме космоса быстро начали превращаться в шестьдесят различных химических веществ. Первые термоядерные реакции Солнца выбросили подавляющую часть газообразных водорода и гелия в пространство Солнечной системы, именно поэтому находящиеся ближе к Солнцу внутренние планеты (Меркурий, Венера, Земля, Марс) являются планетами твердого типа, а внешние планеты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) – газовые гиганты.

Солнечная система

Пыль вокруг Солнца образовала плоский диск и начала закручиваться вокруг него, подобно тому, как рукава Млечного Пути вращаются вокруг выпуклого центра галактики. Так возникла орбита Земли вокруг Солнца. Когда пылинки начали вращаться, они образовали орбитальные «дорожки», на которых постепенно начали слипаться из-за статического электричества. На каждой орбитальной дорожке, где сейчас есть планета, пыль быстро скатывалась до размеров камня, затем валуна, а потом горы.

За 15 000 лет Солнечную систему наполнили миллионы объектов размером более 10 километров в диаметре. Постепенно столкновения стали гораздо менее мягкими, и при них выделялось тепло, склеивавшее столкнувшиеся объекты. Примерно через 10 миллионов лет в Солнечной системе имелось около тридцати протопланет, каждая из которых была размером примерно с Луну или Марс. Исключением являлся пояс астероидов, где гравитационное притяжение близлежащего Юпитера не позволяло многочисленным астероидам сталкиваться и объединяться, в результате чего пояс стал «неудавшейся планетой». Несколько миллионов лет спустя протопланеты тоже сокрушительно врезались друг в друга, образовав всего восемь планет, каждую на своей орбитальной дорожке:

1. Меркурий находится в трех световых минутах от Солнца, его размер составляет 5 % от размера Земли. Он страдает от экстремальных температур: от –170 °C ночью до +427 °C днем.

2. Венера находится в шести световых минутах от Солнца и размерами очень похожа на Землю. На ней могла бы зародиться жизнь, если бы не ужасающе плотная атмосфера из углекислого газа, которая задерживает большое количество тепла от Солнца и делает температуру поверхности достаточно горячей, чтобы расплавить свинец.

3. Земля находится в восьми световых минутах от Солнца. С точки зрения расстояния она находится в обитаемой зоне от Солнца. Естественно, мы знаем, что условия на Земле были подходящими для жизни. Мы вскоре вернемся к нашей планете.

4. Марс находится на расстоянии 12,5 световых минут от Солнца, его размер – 10 % от размера Земли. По этой причине он не в состоянии удерживать атмосферу значительной толщины