Анатолий Молчанов - Население Земли как растущая иерархическая сеть

Эта диспропорция возникла в эру аннигиляции через три секунды с момента рождения Вселенной. До этого момента количества барионов и антибарионов были почти равны, но барионов было чуть больше, чем антибарионов. При массовой аннигиляции элементарных частиц и античастиц большинство из них объединились в пары и исчезли, породив электромагнитное излучение.

Однако превышение на одну миллиардную долю числа частиц над античастицами и определило нынешнюю барионную асимметрию и отсутствие заметного количества антивещества во Вселенной. Из заметок А.Д. Сахарова о соотношении частиц и античастиц на горячей стадии расширения Вселенной:

«Трудно представить себе, чтобы приведенные в последней строчке числа были «заданными природой» начальными условиями. Они в таком качестве «режут глаз», «такого не может быть». Именно это обстоятельство (как видит читатель, из области интуиции, а не дедукции) и было исходным стимулом для многих работ по барионной асимметрии, в том числе и моей» [54].

Таб. 1. Соотношение числа фотонов, барионов и антибарионов на горячей стадии расширения Вселенной.

Ядерная эволюция протекала в недрах звезд, образовавшихся сразу после Большого взрыва из водорода и гелия, и далее в звездах второго и третьего поколения. В течение этого гигантского промежутка времени были синтезированы ядра всех элементов таблицы Менделеева, в том числе и ядро углерода, без которого жизнь оказалась бы невозможной.

На основе только этой предпосылки Ф. Хойл предсказал наличие у ядра углерода энергетического уровня в 7,82 млн электрон-вольт, исходя из соображения, что только при его наличии три атома гелия могут в недрах звезд соединиться в атом углерода. Существование такого уровня является результатом сложного взаимодействия многих элементарных частиц, но без него не было бы возможно и само наше существование.

Заключительный этап ядерной эволюции, когда были синтезированы все (или почти все) элементы периодической системы связан с эволюцией электромагнитного (не ядерного) взаимодействия, которая привела к возникновению атомов и простейших химических соединений.

Завершение ядерной эволюции отмечено, вероятно, синтезом глицина. Таким образом, название первого этапа универсальной эволюции: «ядерная эволюция» связано с ее началом. То же самое можно сказать и об остальных эпохах эволюции: название эпохи в таблице 1 определяется процессом эволюции, стартовавшим в момент ее начала.

Химическая эволюция протекала в газопылевых туманностях и на поверхности Земли. Ее начало: -6.90 млрд лет связано с появлением первых аминокислот, а конец: -3.45 млрд лет – с появлением LUCA: последнего универсального общий предка. Необходимо отметить, что такое определение химической эволюции отличается от общепринятого, в соответствии с которым ее начало совпадает с моментом появления первых атомов и молекул. Здесь же этот этап включен в ядерную эволюцию.

Как и когда образовались первые туманности? К сожалению, современная наука дает на этот вопрос очень туманный ответ. Для начала химической эволюции необходимы тяжелые элементы и достаточно низкие температуры. Через 200–400 млн лет после Большого взрыва образовались первые звезды, которые были примерно в 100 раз тяжелее Солнца. После выгорания в них водорода, которое привело к образованию тяжелых элементов, часть этих звезд взрывалась как сверхновые или новые, давая начало газопылевым туманностям, содержащим тяжелые элементы.

Ранее считалось, что первые галактики и их скопления образовались 8–10 млрд лет тому назад, но в последние годы с помощью снимков, сделанных «Хабблом», были найдены значительно более молодые галактики, многие из которых относятся к первому миллиарду лет после Большого взрыва.

Конденсация газово-пылевого вещества, образовавшегося после взрывов первых звезд, составлявших звездное население этих галактик, дала второе поколение звезд с планетами, где в основном и сосредоточивались тяжелые элементы. Но химическая эволюция уже шла в космосе, а затем была продолжена и на Земле. Это подтверждается недавними открытиями американских исследователей. Ученые из NASA обнаружили в облаках космической пыли 140 различных химических соединений и молекул, большинство из которых содержит углерод. Были найдены некоторые сахара и этанол.

Также были получены неопровержимые доказательства наличия глицина (NH2CH2COOH) в газопылевых облаках. Аминокислоты, которых около двадцати, играют ведущую роль в живых организмах: из них построены все белковые тела. Все говорит о том, что пространство галактик пропитано элементами живой материи, считают американские ученые.

«Мегамолекулы, очевидно, несут в себе следы длительной истории. В самом деле, можно ли представить себе, что подобно более простым частицам они образовались внезапно и оставались таковыми раз и навсегда? Их сложность и неустойчивость, примерно как и в случае с жизнью, скорее говорят о длительном процессе суммирования, продолжавшемся путем последовательных возрастаний в ряде поколений. Из всего этого мы можем в общем заключить, что для образования на земной поверхности белков потребовалось, вероятно, больше времени, чем длились все геологические периоды после кембрия. Так углубляется позади нас та бездна прошлого, которую по нашей непреодолимой интеллектуальной слабости нам хочется сжать во все более тонкий отрезок длительности, тогда как наука своими анализами заставляет нас все больше ее растягивать». Пьер Тейяр де Шарден [29]

В создании клеток живых организмов использованы двадцать аминокислот. Никто не знает, почему из всех существующих в природе аминокислот в состав живых организмов входят только эти двадцать. Из школьного курса биологии известно, что протеин состоит из двадцати различных аминокислот: коллекции достаточно простых органических молекул. Все аминокислоты на нашей планете левосторонние. Но существуют и правосторонние аминокислоты, абсолютно идентичные левосторонним. Используя химические реакции можно получить одинаковое число и тех и других. Почему же наша жизнь левосторонняя?

Химическая эволюция началась в космосе, а закончилась на Земле. Ее лидерами стали аминокислоты и их полимеры. Прогрессия эволюции дает для времени начала химической эволюции следующее значение: -6,90 млрд лет.

С появлением первых самореплицирующихся систем процесс универсальной эволюции претерпевает качественный скачок. До этого события новые формы движения возникали лишь благодаря простому соединению более простых: нуклоны объединялись в ядра, атомы в молекулы. Но сами себя такие статические системы не воспроизводили.