Вселенная обречена: звезды погаснут, исчезнут галактики

N+1Культура

«До конца времен: Сознание, материя и поиск смысла в меняющейся Вселенной»

Вселенная обречена: звезды погаснут, исчезнут галактики. Наступит момент, когда любая организованная материя, вполне вероятно, перестанет существовать — и существованию жизни и разума также придет конец. В книге «До конца времен: Сознание, материя и поиск смысла в меняющейся Вселенной» (издательство «Альпина нон-фикшн»), переведенной на русский язык Натальей Лисовой, физик-теоретик Брайан Грин рассказывает, как человечество вписывается в колоссальную протяженность времени, каким может быть конец всего сущего и как люди пытаются осмыслить его приближение. N + 1 предлагает своим читателям ознакомиться с отрывком, посвященным происхождению элементов, сложных и простых атомов, образующих все, что существует во Вселенной.

Происхождение элементов

Измельчите любой объект, бывший прежде живым, распотрошите его сложную молекулярную «машинерию» — и вы обнаружите в избытке шесть типов атомов, всегда одних и тех же: углерод, водород, кислород, азот, фосфор и серу. Откуда берутся эти необходимые для жизни атомные ингредиенты? Ответ на этот вопрос представляет одну из величайших историй успеха современной космологии.

Рецепт построения любого атома, каким бы сложным он ни был, достаточно прост. Соедините нужное число протонов с нужным числом нейтронов, сожмите их в плотный шар (ядро), окружите электронами в количестве, соответствующем числу протонов, и запустите электроны по конкретным орбитам, предписанным квантовой физикой. Вот и все. Проблема в том, что составные части атома, в отличие от деталей конструктора Лего, невозможно просто щелчком поставить на место. Они сильно притягивают и отталкивают друг друга, делая сборку ядра сложной задачей. Протоны, в частности, обладают одинаковым положительным электрическим зарядом, поэтому требуются огромные давление и температура, чтобы сжать их вопреки взаимному электромагнитному отталкиванию и сблизить в достаточной мере, чтобы главенствующую роль взяло на себя сильное ядерное взаимодействие, которое сможет соединить их в мощных субатомных объятиях.

Невообразимые условия, царившие сразу после Большого взрыва, превосходили по своей экстремальности все, что случилось позже, и поэтому тогдашняя среда представляется вполне подходящей для преодоления электромагнитного отталкивания и сборки атомных ядер. Вы могли бы предположить, что в невероятно плотном и энергичном бульоне из сталкивающихся протонов и нейтронов всевозможные агломерации и должны были формироваться естественным образом, выстраивая таблицу Менделеева один атомный номер за другим. Именно такую гипотезу предложили в конце 1940-х гг. Георгий Гамов (бывший советский физик, который в ходе первой попытки побега из СССР в 1932 г. собирался пересечь Черное море на каяке, набитом преимущественно кофе и шоколадом) и его аспирант Ральф Альфер.

Отчасти они были правы. Одна проблема, которую видели Гамов и Альфер, состояла в том, что температура Вселенной в первые мгновения ее существования была слишком высока. Пространство кишело необычайно энергичными фотонами, которые разнесли бы любые возникающие объединения протонов и нейтронов. Но — и это они тоже понимали — всего примерно минуты на полторы позже (а полторы минуты — это большое время, когда речь идет об ураганной скорости, с которой развивалась новорожденная Вселенная) ситуация изменилась. К тому моменту температура значительно упала, так что энергия типичного фотона уже не превосходила по величине сильное ядерное взаимодействие, что позволило наконец образовавшимся союзам протонов и нейтронов уцелеть.

Вторая проблема, проявившаяся позже, состояла в том, что построение сложных атомов — процесс тонкий и требует времени. Для него необходима очень конкретная серия последовательных шагов, при которых предписанные количества протонов и нейтронов сплавляются вместе в различных сочетаниях, затем эти сгустки должны случайно встретиться с вполне конкретными дополняющими их сгустками, слиться с ними и так далее. Как в сложном гурманском рецепте, важен в том числе и порядок, в котором ингредиенты соединяются между собой. Еще более хитроумным этот процесс становится из-за того, что некоторые промежуточные комбинации нестабильны, то есть после образования склонны быстро распадаться, расстраивая все кулинарные приготовления и замедляя атомный синтез. Эта задержка очень важна, так как неуклонное падение температуры и плотности по мере стремительного расширения ранней Вселенной означает, что окно возможностей для синтеза быстро закрывается. Примерно через десять минут после творения температура

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Кроссоверы против внедорожников, или почему Outlander победил Pajero Кроссоверы против внедорожников, или почему Outlander победил Pajero

Куда подевались «настоящие внедорожники» и почему их почти вытеснили кроссоверы?

4x4 Club
Смотрите под ноги Смотрите под ноги

Рассказываем, какими бывают деревянные полы и как за ними правильно ухаживать

AD
Мусор или реликвия: как коллекционер пивных банок помогает археологам Мусор или реликвия: как коллекционер пивных банок помогает археологам

Все зависит от угла, под которым вы смотрите на науку

Популярная механика
Филиалы ада на Земле: 5 мест, где почему-то живут люди Филиалы ада на Земле: 5 мест, где почему-то живут люди

Ознакомительное путешествие по филиалам ада на Земле!

Maxim
Что такое нестбоксинг Что такое нестбоксинг

Люди помогают дуплогнездникам поселиться в крепком и надежном дуплоне

Наука
Как возраст влияет на Как возраст влияет на

Как сперматозоиды крыс меняются с возрастом

Популярная механика
Игра в куклы помогает найти связь с собой и мирозданием Игра в куклы помогает найти связь с собой и мирозданием

В традиционном народном творчестве заключена целительная сила

Psychologies
Ночь в пограничном музее: виртуальная экскурсия по музею ФСБ Ночь в пограничном музее: виртуальная экскурсия по музею ФСБ

Нам удалось проникнуть в святая святых ФСБ!

Maxim
Археологи нашли пурпурные ткани времен царя Соломона и воссоздали процесс добычи красителя Археологи нашли пурпурные ткани времен царя Соломона и воссоздали процесс добычи красителя

Исследование окрашенного текстиля времен царя Соломона

N+1
8 способов развить креативное мышление 8 способов развить креативное мышление

Методы, которые помогут быстрее справляться с решением творческих задач

РБК
«Через 20 лет появятся технологии радикального продления жизни — нужно просто дожить». Антиэйджинг-предприниматели — о том, возможно ли бессмертие «Через 20 лет появятся технологии радикального продления жизни — нужно просто дожить». Антиэйджинг-предприниматели — о том, возможно ли бессмертие

Бессмертие перестало быть чем-то из разряда сказок и ненаучной фантастики

Inc.
Самые странные обычаи и приметы разных профессий Самые странные обычаи и приметы разных профессий

Пожелание спокойной смены, «Таня», «беременный стул» и прочие суеверия

Maxim
Слегка размытый человек: что не так с документальным фильмом про Билли Айлиш Слегка размытый человек: что не так с документальным фильмом про Билли Айлиш

«Слегка размытый мир» — документальный фильм про Билли Айлиш

Forbes
Космические нейтрино рождаются квазарами Космические нейтрино рождаются квазарами

Нейтрино рождаются вблизи черных дыр в далеких активных галактиках

Популярная механика
Прощайте, роботы: за что мы любим Daft Punk Прощайте, роботы: за что мы любим Daft Punk

Чем запомнится дуэт Daft Punk

Esquire
Томография древней мумии выявила страшные подробности насильственной смерти Томография древней мумии выявила страшные подробности насильственной смерти

В мумиях есть что-то, что всегда очаровывает людей

Популярная механика
«Между нами все было хорошо, почему же он ушел?» «Между нами все было хорошо, почему же он ушел?»

За таким решением, как уход из семьи, всегда скрывается замалчиваемый кризис

Psychologies
Безумный художник: история скандальной жизни Оскара Кокошки! Безумный художник: история скандальной жизни Оскара Кокошки!

Художник Оскар Кокошка заслуживает внимания по множеству причин

Maxim
Оптогенетический инструмент управления экспрессией белков in vivo применили для терапии диабета Оптогенетический инструмент управления экспрессией белков in vivo применили для терапии диабета

Ученые создали инструмент, который можно использовать для терапии диабета

N+1
Физики научились управлять движением магнитных вихрей Физики научились управлять движением магнитных вихрей

Сделан важный шаг на пути к полному управлению магнитными вихрями

Наука
10 самых дорогих вещей знаменитых владельцев, проданных с аукциона 10 самых дорогих вещей знаменитых владельцев, проданных с аукциона

Дорогостоящие модные лоты, ушедшие с молотка

РБК
В 3500-летнем папирусе нашли древнейшее описание процесса мумификации В 3500-летнем папирусе нашли древнейшее описание процесса мумификации

Египтологи обнаружили старейшее из известных руководств по мумификации

N+1
«Вам просили передать: маловато безумия» «Вам просили передать: маловато безумия»

Рената Литвинова о своем «Северном ветре» и полном матриархате

Weekend
Нам надо поговорить Нам надо поговорить

Почему советы психологов так сложно применить в диалоге с партнером?

Лиза
Пророк антропоцена: как Пауль Крутцен помог возвысить и напугать человечество Пророк антропоцена: как Пауль Крутцен помог возвысить и напугать человечество

Пауль Крутцен рассказал о могуществе человечества и о том, как это нам угрожает

N+1
Андрей Губин, Чарли Шин и другие секс-символы прошлого, чьи карьеры разрушились Андрей Губин, Чарли Шин и другие секс-символы прошлого, чьи карьеры разрушились

Молодые и красивые знаменитости, карьеры которых разрушены

Cosmopolitan
Ненавижу, но смотрю: как Дональд Трамп стал самым известным человеком в мире (колонка Esquire) Ненавижу, но смотрю: как Дональд Трамп стал самым известным человеком в мире (колонка Esquire)

Андрей Рывкин: масштаб личности Трампа стал больше должности президента США

Esquire
Как правильно выйти из отпуска и победить «постотпускной синдром» Как правильно выйти из отпуска и победить «постотпускной синдром»

Выйти из отпуска не так просто, как кажется на первый взгляд!

Maxim
5 вопросов, которые стоит задать самой себе перед дорогостоящей покупкой 5 вопросов, которые стоит задать самой себе перед дорогостоящей покупкой

Объясняем, как решиться на дорогостоящую покупку и не пожалеть

Cosmopolitan
Японская диета: особенности, меню на неделю и мнение эксперта Японская диета: особенности, меню на неделю и мнение эксперта

Вместе с экспертом разбираемся, стоит ли переходить на восточную систему питания

РБК
Открыть в приложении