Эволюция Вселенной

«Вселенная не только необычнее, чем мы воображаем, она необычнее, чем мы можем вообразить».
Хелдейн
Согласно теории Большого взрыва Вселенная возникла примерно 18 миллиардов
лет назад из точки – ядра с радиусом 10 в -33 степени см, содержащего всю массу - энергию будущей Вселенной. (Предполагается, что причиной Большого взрыва являются флюктуации в вакууме). Взрыв привел к возникновению энергоинформационного поля, которое и предопределило всю дальнейшую эволюцию нашей Вселенной, включая её непрерывное расширение относительно первоначальной точки. С этого нулевого момента развитие проходит целый ряд этапов, которые в космологии принято называть эрами.
Как предполагается, до 10 в -43-й степени секунды был этап хаоса с температурой 10 в 32-й степени градусов по Кельвину, в течение, которого существуют только «обрывки» пространства». Геометрия этого пространства определяет дальнейшее развитие Вселенной (при другой геометрии Вселенная со всеми ее параметрами была бы другой).
Расширение и остывание Вселенной в первые секунды существования привели к следующему фазовому переходу — образованию физических сил и элементарных частиц в их современной форме. В первые 300 — 400 тысяч лет Вселенная была заполнена только ионизированным водородом и гелием. По мере расширения и остывания Вселенной она перешла в стабильное нейтральное состояние, образовав обычный газ. Предположительно через 500 млн. лет зажглись первые звезды, а сгустки вещества превратились в галактики. В результате термоядерных реакций в звездах образовались более тяжелые элементы. При гибели звезд большая часть их вещества рассеивалась в пространстве, обогащая его разнообразными химическими элементами. Вещество сгущалось снова, зажигая звезды следующих поколений, вокруг которых образовывались планетные системы.
В период 10 в 6-й степени лет начинается эра галактик, состоящих из звезд, газа и пылевых частиц. Структура звездных скоплений, галактик и Вселенной определяется тяготением. Тяготение заставляет массы межзвездного газа сжиматься в более плотные образования с дальнейшим образованием звезд, равновесие в которых обеспечивается балансом между силами тяготения, давлением горячего вещества и излучением. Переходя в энергию движения частиц газа, энергия тяготения приводит к разогреву звезд, давая начало термоядерным реакциям. При выгорании ядерного горючего внутри звезды происходит ее дальнейшее сжатие, и если звезда достаточно большая, то может наступить гравитационный коллапс, при котором тяготение настолько велико, что за пределы этой звезды ничто вырваться не может. Наше Солнце, относящееся к типу звезд – желтых карликов, должно находиться в нынешнем состоянии 9 млрд. лет, из которых 5 млрд. уже прошло. Земля образовалась около 4,6 млрд. лет назад в протопланетном облаке.
Нет никаких оснований считать, что на эре галактик развитие Вселенной заканчивается.
Возможно, наша вселенная является только одной из множества вселенных, входящих в состав некоей «Мегавселенной». Поскольку все наблюдения возможны только внутри вселенной, то последующие структуры наблюдаться не будут никогда.
Из картины развития Вселенной следует, что основой эволюции Вселенной является высвободившаяся в момент Большого взрыва энергия. Количество этой энергии определяет структуру, свойства и эволюцию Вселенной, т.е. ее постоянных и всех элементов и свойств: материи (вещества) и ее движения, полей, информации. При другом количестве выделившейся энергии Вселенная была бы другой. Вся эволюция Вселенной — непрерывное взаимное превращение энергии в материю, а материи в энергию.


Основу Вселенной составляют три сущности – энергия, материя и информация, которые взаимосвязаны друг с другом.
Только 2-3% энергии Вселенной израсходовано на создание видимого мира (галактик, звезд и планет), а остальная энергия находится в Физическом вакууме. Вакуум в конечном итоге является источником всех существующих видов энергии.
Существует гипотеза, основанная на идеях великих русских ученых И.О.Ярковского и В.И. Вернадского, заключающаяся в том, что во Вселенной происходит постоянное превращение энергии вакуума в вещество, а вещества в энергию вакуума. Этот процесс – основа самосохранения Вселенной.
Из флюктуаций вакуума может возникать бесчисленное множество вселенных с самыми разными наборами физических законов и условий. Если в какой-либо из возникших таким образом вселенных законы таковы, что в них могут возникать сложные структуры, то в такой вселенной может появиться жизнь.
Возникновение элементов.
Все тяжелые элементы Вселенной (углерод, кислород, азот, кремний, железо и т.д.) появляются в межзвездной среде в результате взрывов сверхновых звезд, масса которых в 10 – 100 раз превосходит солнечную. Такие взрывы в нашей Галактике происходят примерно раз в 100 лет. Вещество, из которого образовалось Солнце, планеты и мы сами, многократно побывало в составе ранее существовавших звезд.
Образование элементов во Вселенной не происходит хаотично. Оно происходит в результате объединения тяжелых частиц (протонов и нейронов) в ядра атомов и захвата ядрами электронов.
Чтобы начался процесс образования атомов и их ядер, необходимы большие энергетические затраты, что возможно при очень высоких температурах в недрах звезд. У звезд массой менее 0,5 солнечной недра недостаточно горячи. В них из водорода может синтезироваться только гелий. Солнце создает углерод, азот и кислород. А еще более массивные светила синтезируют элементы вплоть до железа, в ядре которого 26 протонов. В звездах — красных гиганта могут производиться элементы вплоть до висмута (83 протона).
Крупные элементы образуются преимущественно в результате столкновения более мелких элементов, что известно как ядерный синтез.
Некоторые типы атомов образуются в результате разложения очень больших нестабильных атомов. Этот процесс распада на части известен как ядерное деление. В таблице Менделеева 118 элементов, но некоторые из них были получены искусственно. В природе встречается 98 элементов. 98% массы Земли приходится всего на шесть: кислород, кремний, алюминий, магний, кальций и железо. В составе живой клетки: водород, углерод, азот, кислород, фосфор и сера. Впрочем, живые организмы нуждаются и во многих других элементах.
Возникновение молекул.
Атомы элементов объединяются в молекулы в результате химических реакций. Этот эволюционный процесс также не хаотичен. Водород и кислород образуют молекулу воды, состоящую из 2-х атомов водорода и одного атома кислорода. Это связано с наличие электронов в их атомах. Так, в атоме кислорода внешняя электронная оболочка недосчитывает два электрона, а в атоме водорода – один. Таким образом, имеющиеся у всех атомов электроны начинают «работать» для всех трёх атомов, и формируется система, где каждый водород уже имеет по два электрона, а атом кислорода — необходимые шесть электронов. Тоже происходит и при образовании других молекул. Это закон. Иначе быть не может.
Возникновение жизни
Для возникновения жизни необходимо наличие наследственного аппарата, передающего информацию от родителей детям. Наследственный аппарат – это свернутая в спираль ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Информация в ДНК записана в виде кода, состоящего из четырех азотистых оснований. Основания одной цепи соединяются с основаниями другой цепи парами (аденин с тимином, цитозин с гуанином). Каждое основание присоединяется к молекуле сахара и молекуле фосфата — вся эта конструкция называется нуклеотидом. Таким образом, все элементы ДНК соединены друг с другом в определенном порядке, в четкой последовательности.
Как следует из предыдущих разделов данной статьи, эволюция Вселенной происходит в строго определенном порядке, не допускающем отклонения от него. Так и при образовании ДНК. Азотистые основания и нуклеотиды могут соединяться только в определенном порядке. В другом порядке соединение их невозможно. То есть случайного перебора всех возможных комбинаций, на что упирают противники эволюционизма, говоря об огромном числе возможных случайных комбинаций, быть не может. На всех этапах эволюции Вселенной действуют законы, не допускающие от них отклонения.
Эволюция живых организмов.
Эволюция живых организмов – историческое изменение организмов. Причина эволюции – приспособление организмов к постоянно меняющимся условиям внешней среды. Эти приспособления приводят к появлению новых признаков, в результате чего уровень организации изменяется, что способствует выживанию.
Хотя во многих эволюционных линиях время от времени происходит не усложнение, а упрощение организации, общая тенденция – усложнение организации. Это дает возможность занимать новые незанятые ниши, повышает выживаемость, конкурентоспособность.
Эволюционный акт состоялся, когда отбор сохранил генное сочетание, нетипичное для предшествующей истории вида.
Для осуществления эволюции живых организмов необходимо наличие трёх процессов:
- мутационного, генерирующего новые варианты генов;
- рекомбинационного, создающего новые фенотипы особей;
- селекционного, определяющего соответствие этих фенотипов данным условиям обитания или произрастания (естественный отбор).
Все современные организмы происходят от общих предков. Общий предок близких друг другу видов жил на Земле несколько миллионов лет назад. Общий предок организмов, принадлежащих к одному классу (рыб, земноводных, рептилий), жил сотни миллионов лет назад. Около миллиарда лет назад существовал общий предок основных типов животных (червей, моллюсков, членистоногих, хордовых). А почти 4 миллиарда лет назад, жил на Земле общий предок всех живых организмов. Не следует думать, что в то время на Земле больше никого не было. Было множество других организмов, но их потомки вымерли по тем или иным причинам. Все мы – бактерии, водоросли, растения, грибы, животные – являемся потомками единственного общего предка.
Эволюция Вселенной происходит непрерывно, но при этом проходит ряд стационарных состояний. Возникновение нового состояния означает исчезновение, смерть старого. То есть в эволюцию встроен алгоритм смерти. Возможно, что сама вселенная имеет какой-то конец. В настоящее время исследования показывают, что происходит все убыстряющееся расширение вселенной, галактики и отдельные звездные системы ускоренно удаляются друг от друга. Это в конечном счете может привести к тому, что отдельные ее элементы потеряют связь друг с другом, то есть практически вселенная прекратит свое существование.
В последнее время рассматривается теория, при которой расширение вселенной изменится на ее сжатие в точку. Но так или иначе, но вселенная погибнет.
Отдельные звездные системы (в том числе и солнечная) также эволюционируют. Когда на Солнце выгорит весь водород, оно превратится в «белого карлика», его горячая оболочка начнет расширятся и поглотит все ближайшие планеты, включая Землю. Это смерть Солнечной системы и Земли. Естественно, что жизнь на планете Земля исчезнет еще раньше.
Жизнь достаточно хрупка. С начала ее возникновения на Земле уже были так называемые «бутылочные горлышки», когда происходили массовые вымирания живых организмов. В истории Земли таких катастроф было 8.
1. Великая кислородная катастрофа. Примерно 2,4-2,32 миллиарда лет назад концентрация кислорода в атмосфере резко выросла, повысившись с 0,0001% до современных 21%. Причиной этого явления сегодня считаются первые фотосинтезирующие организмы. Как считают ученые, потребовалось около 200 миллионов лет, чтобы древние организмы приспособились к кислороду.
2. Гуронское оледенение. Оно было самое масштабное в истории Земли, и чуть не положило конец органической жизни на нашей планете. 2,4-2,1 млрд лет назад.
3. Криогений, когда планета покрылась льдом целиком. На экваторе было так, как сейчас в Антарктиде. И это стало самым сложным испытанием для биосферы. Жизнь сохранилась где-то в океане, возможно, около донных горячих источников.
4. 443 миллиона лет назад более 60% жизни погибло в результате того, что считается вторым по величине вымиранием в зарегистрированной истории Земли. Предполагается, что причиной начала вымирания является вспышка гамма-излучения от гиперновой, находящейся в шести тысячах световых лет от Земли. Десятисекундная вспышка уменьшила озоновый слой атмосферы Земли примерно наполовину, подвергнув живущие на поверхности организмы, включая отвечающие за планетарный фотосинтез, сильному ультрафиолетовому облучению.
5. 372 млн лет назад случилось девонское вымирание, которое представляло собой серию эпизодов сокращения численности видов на протяжении практически всего среднего, верхнего и даже частично нижнего девона. В его ходе вымерло 80% организмов, которые строили коралловые рифы.
6. Великое пермское вымирание является одной из крупнейших катастроф биосферы в истории Земли, которая привела к вымиранию 96 % всех морских видов и 73 % наземных видов позвоночных. Катастрофа стала единственным известным массовым вымиранием насекомых, в результате которого вымерло около 57 % родов и 83 % видов всего класса насекомых. Наиболее вероятная причина вымирания – резкое повышение температуры вследствие чудовищных вулканических извержений в Сибири.
7. Мел-палеогеновая катастрофа. Тогда вымерли динозавры. В ходе этого вымирания исчезло от 60 до 75% видов животных и растений. Причина – падение метеорита в районе Юкатан.
8. Как показывают генетические исследования предки людей почти вымерли около 930 000 лет назад. Эффект «бутылочного горлышка» продолжался примерно 117 000 лет, когда популяцию поддерживало менее 1 280 размножающихся особей.
Регулярные вымирания органической жизни на земле говорят о том, что катастрофа уничтожения жизни неизбежна.
Старение и смерть отдельных живых организмов.

Старение и смерть – универсальный, перманентный, однонаправленный физиологический процесс структурного развития живой материи, идущий в единстве со временем. Эволюция живых организмов происходит в результате мутаций. Причиной мутаций является воздействие вирусов, микробов, различных излучений (в том числе, космических), атмосферы, питания… Накопленные в течение жизни мутации, особенно ДНК, приводят к нарушению метаболических процессов и к смерти. Таким образом, тот же процесс, который вызывает эволюцию живых организмов, приводит и к смерти отдельных особей. Природа стремится сохранить вид организмов за счет удаления старых организмов, вышедших из репродуктивного возраста. Тем самым сохраняя ресурс для новых поколений.

Уничтожаются не только организмы, но и цивилизации и народы. Так исчезли Римская империя, Византийская империя, Арабский халифат, Австро-Венгрия, СССР, Югославия … Нет гиксосов, готов, скифов, печенегов, инков, финикийцев …
Всё во Вселенной имеет начало, развитие, угасание и конец. Вряд ли такой процесс создан Богом, каким он представлен в религиях.

Заключение
Эволюция Вселенной определяется ее внутренними законами: гравитация вызывает образование звезд, планет, галактик и в результате сжатия звезд их разогрева и возникновения процесса синтеза атомов элементов. Сильное взаимодействие нуклонов приводит к образованию ядер атомов, а электромагнетизм к захвату ядрами электронов. Закон валентности обеспечивает возникновение при химических реакциях молекул. Все это свидетельствует о том, что эволюция Вселенной вплоть до возникновения жизни и ее эволюция происходит по естественным причинам.
Однако, существует мнение, что причиной возникновения Вселенной и происходящей в ней эволюции является существование Высшего разума (в религиозной трактовке Бога). Если принять эту гипотезу, то следует признать, что после создания эволюционирующей Вселенной для Бога-Творца в ней больше нет дел – все происходит по предначертанным Им законам. Следовательно, и при этой гипотезе все изложенные в религиозных книгах события – мифология.
Следует заметить, что наука и религии рассматривают различные стороны нашего мира. Наука изучает природу в разных ее аспектах (физику, химию, астрономию, биологию и т.д.), а религии душу человека и их взаимоотношения. Отмечу, что наука едина для всего человечества, а религий много (зороастризм, индуизм, иудаизм, буддизм, христианство, ислам, сикхизм, джайнизм, синтоизм, даосизм, конфуцианство, мормоны, …). В некоторых религиях (буддизме, индуизме, джайнизме, даосизме, конфуцианстве) Бога-Творца нет. Науке и религиям нет необходимости заниматься не своими проблемами. При этом занимающийся наукой ученый может быть приверженцем любой религии именно потому, что это различные сферы человеческой мысли.