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

Воссозданные частицы дымки Титана помогут понять, как зародилась жизнь на Земле Воссозданные частицы дымки Титана помогут понять, как зародилась жизнь на Земле

Изучение атмосферы Титана может дать важные ключи к разгадке стадий эволюции

Популярная механика
...Бегом под парусом ...Бегом под парусом

Кубок «Америки» – 2021 и гонка бегущих яхт

Популярная механика
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
Золотой фонд цитат: как твиты Илона Маска влияют на рынок Золотой фонд цитат: как твиты Илона Маска влияют на рынок

Самые известные и неоднозначные высказывания Илона Маска в Twitter

Forbes
10 самых ядовитых растений 10 самых ядовитых растений

Большинство растений кажутся безобидными, но их не стоит недооценивать

Популярная механика
Что делать, если оштрафовали за разметку под снегом. Инструкция Что делать, если оштрафовали за разметку под снегом. Инструкция

Как обжаловать «письмо счастья»?

РБК
В земной лаборатории воссоздали атмосферу Титана В земной лаборатории воссоздали атмосферу Титана

Спутник Сатурна считается одним из самых перспективных мест в Солнечной системе

National Geographic
Совсем не скучно: документальные фильмы про маньяков Совсем не скучно: документальные фильмы про маньяков

Документальные фильмы, рассказывающие о чудовищных преступлениях

Cosmopolitan
Нового зауропода из Узбекистана описали по единственному хвостовому позвонку Нового зауропода из Узбекистана описали по единственному хвостовому позвонку

Учены обнаружили нового динозавра из группы зауропод

N+1
Метод Inbox Zero. Как быстро разгребать почту и не пропускать ничего важного Метод Inbox Zero. Как быстро разгребать почту и не пропускать ничего важного

Как оптимизировать работу с электронной почтой?

Inc.
Терапия от гомосексуальности: как пытались «лечить» геев — в книге «Стертый мальчик», по которой сняли фильм с Николь Кидман и Расселом Кроу Терапия от гомосексуальности: как пытались «лечить» геев — в книге «Стертый мальчик», по которой сняли фильм с Николь Кидман и Расселом Кроу

Как пытались «лечить» геев: фрагмент книги «Стертый мальчик»

Esquire
Наше, родное: российские сериалы 2020-го, которые ничем не уступают «Нетфликсу» Наше, родное: российские сериалы 2020-го, которые ничем не уступают «Нетфликсу»

Российские сериалы, в которых прекрасно все — история, герои, режиссура

Cosmopolitan
История актрисы Наоми Гроссман, которая не боится быть смешной История актрисы Наоми Гроссман, которая не боится быть смешной

Наоми Гроссман — одна из самых смелых женщин современного кинематографа

Cosmopolitan
10 потрясающих особенностей Плутона 10 потрясающих особенностей Плутона

Станция «Новые горизонты» достигла Плутона: какую информацию удалось собрать

Популярная механика
Маломощные реакторы спасут мирный атом Маломощные реакторы спасут мирный атом

Репутация – главная проблема атомной энергетики в XXI веке

Популярная механика
Квантовую голограмму получили без сложения волн Квантовую голограмму получили без сложения волн

Физики использовали взаимосвязь запутанных фотонов для построения изображения

N+1
Астрономы впервые нашли гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера Астрономы впервые нашли гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера

Ученые изучили атмосферу горячего юпитера WASP-31b

N+1
Как выбрать домашнее животное в зависимости от типа твоего характера и размеров жилплощади Как выбрать домашнее животное в зависимости от типа твоего характера и размеров жилплощади

Советы начинающему любить животных

Maxim
6 принципов воспитания от мам XXI века 6 принципов воспитания от мам XXI века

Какие ценности передадут своим детям мамы поколения Y и Z

Psychologies
Совсем другой человек Совсем другой человек

Что происходит после того, как фильм о любви противоположностей заканчивается?

Cosmopolitan
Эффект дома Эффект дома

После реновации дом в Подмосковье приобрёл своё собственное лицо

SALON-Interior
Экстремальное сжатие силиката магния помогло воссоздать условия земной мантии Экстремальное сжатие силиката магния помогло воссоздать условия земной мантии

Ученым понадобилось сжать силикат магния, чтобы смоделировать мантию планеты

N+1
Одиноким предоставляется Одиноким предоставляется

Старостью с сорока кошками и одиночеством женщин пугают весьма безуспешно

Cosmopolitan
Бизнесмен Тихон Смыков вспоминает, как в России появились Nokia, Apple, Nike и LEGO Бизнесмен Тихон Смыков вспоминает, как в России появились Nokia, Apple, Nike и LEGO

Тихон Смыков о том, как отечественный рынок ретейла поднимался с колен

GQ
Русская соборность 1921 года: несостоявшееся и состоявшееся Русская соборность 1921 года: несостоявшееся и состоявшееся

Церковный собор весной 1921 года и кровавые репрессии

Наука
Смертельный номер: несчастные случаи, произошедшие на съемках фильмов Смертельный номер: несчастные случаи, произошедшие на съемках фильмов

Фильмы, во время съемок которых произошли чудовищные трагедии

Cosmopolitan
Ареал дальневосточного леопарда расширился в три раза Ареал дальневосточного леопарда расширился в три раза

Дальневосточные леопарды – самые редкие на планете крупные кошки

National Geographic
«Хрупкость человечества будет обсуждаться еще много лет»: большое интервью Дмитрия Озеркова «Хрупкость человечества будет обсуждаться еще много лет»: большое интервью Дмитрия Озеркова

Дмитрий Озерков — о «новой тактильности» и будущем Дома Радио

Школа Masters
Lil Uzi Vert теперь ходит с бриллиантом во лбу. Стоп, как он это сделал? Lil Uzi Vert теперь ходит с бриллиантом во лбу. Стоп, как он это сделал?

Как Lil Uzi Vert имплантировал 10-каратный бриллиант себе в лоб

GQ
Ирина Пегова: «Я — за неожиданные повороты судьбы» Ирина Пегова: «Я — за неожиданные повороты судьбы»

Интервью с актрисой Ириной Пеговой

Караван историй
Открыть в приложении