Брайан Хейбл

Как устроена Вселенная

Глава 1. Что мы знаем о нашей Вселенной?

1.1. Общие сведения о Солнечной системе и о месте планеты Земля в ней

Наша Вселенная – такая необъятная, неизведанная и прекрасная. Что мы знаем о ней? Да в сущности, практически ничего. Все наши исследования и убеждения – всего лишь предположения, возможно, мы видим лишь оболочку, доступную нашему глазу, а на самом деле, всё совершенно иначе?

В школе нас учат тому, что Земля вращается вокруг Солнца, как и остальные восемь планет, однако даже наша Солнечная система устроена намного сложнее. Поэтому, пожалуй, стоит начать с самого начала – с места нашей родной планеты в необъятной Вселенной.

Земля вращается не только вокруг Солнца, из-за чего сменяются времена года, но и вокруг своей оси, сменяя день ночью. Но даже в этой прописной истине не всё так просто: Земля вращается вокруг Солнца не ровно 365 дней, а 365 суток, 25 минут и 9 секунд. И этот остаток – 25 минут и 9 секунд – стал причиной введения високосного года, поскольку за четыре года этотостаток образует целые сутки – так появилось 29 февраля.

Интересный факт: многие народы когда-то использовали лунный календарь, так в месяце было 28 дней, а самих месяцев было ровно 13. Ориентироваться по луне было весьма удобно: возрастающая луна – начало месяца, полнолуние – середина месяца, а убывание – конец месяца. Но позже от этого отказались, поскольку число 13 укоренилось в фольклоре как несчастливое, а затем христианство и вовсе наложило черную печать на него, поскольку это число обозначало количество чертей в каждом кругу ада, отсюда и пошло выражение «чертова дюжина».

Так же лунный календарь, несмотря на свое якобы очевидное удобство, (ведь месяц длился ровно 4 недели) имел свой недостаток: год был равен только 364 дням, так накапливалось еще больше лишнего времени. В итоге получается, что за 34 года лунного календаря накапливается один лишний год. Сначала календарь продлили до 29 (короткий месяц) и 30 дней (длинный месяц), но позже и вовсе отказались от этой идеи.

Итак, возвращаясь к основной теме, Земля – самая тяжелая по массе и плотности планета так называемой земной группы, в которую входят, кроме Земли, Меркурий, Венера и Марс. Их также называют внутренними планетами, поскольку с одной стороны располагается гигант Солнце, а с другой окружены газовыми планетами-гигантами: Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном.

Также Земля вращается по прецессионной оси. Слово «прецессия» звучит страшно, но на самом деле это простейшее физическое явление, которое мы довольно часто наблюдаем в быту. Например, если запустить волчок, то сначала он крутится идеально ровно, а со временем начинает замедляться, раскачиваясь из стороны в сторону, и движется по спирали. Это явление и называется прецессия.

Поскольку в космосе действуют другие законы тяготения, прецессия Земли зависит от притяжения Солнца и Луны, которые раскачивают ее ось. Касательно нашей планеты это физическое явление называют по-другому – «предварение равноденствий». Оно именуется так потому, что из-за него весеннее равноденствие каждый год начинается немного раньше. К тому же прецессия – это одна из причин того, что климат на Земле со временем меняется, по этой же причине созвездия смещаются. По прогнозам ученых, через полторы тысячи лет созвездие Ориона сместится настолько сильно, что с Северного полушария его уже будет не видать, а через 6 тысяч лет одно из самых узнаваемых созвездий – Большая медведица – будет освещать ночью южное полушарие Земли.

Представьте себе: Земля движется вокруг Солнца со скоростью примерно 30 километров в секунду! Именно поэтому ей удается преодолеть расстояние в 150 миллионов километров всего за один год. К тому же Земля движется по эллиптической кривой, так же, как и все планеты. Ни одна известная планета не описывает идеальный круг относительно своей Звезды.

Все планеты нашей Солнечной системы особенные, не похожи на другие. Они формировались в разное время и в разных условиях. Сначала посмотрим на структуру нашей системы в общем, затем перейдем к частному.

Солнце – центр тяжести, который объединяет вокруг себя множество небесных тел: большие планеты и их спутники, астероиды, карликовые планеты, кометы и космические туманности. 75 процентов нашей звезды состоит из водорода, еще 7 из гелия, а 22 – из множества различных элементов, таких как железо, никель, азот, кремний, кислород, неон – именно они делают Солнце таким, какое оно есть сейчас.

По астрономической спектральной классификации звезд Солнце относится к типу «желтый карлик» – небольшая звезда, основным источником энергии которой является термоядерный синтез водорода и гелия. Именно этот синтез и дает желтый цвет.

Солнце сформировалось, по подсчетам ученых, примерно четыре с половиной миллиарда лет назад, после чего за несколько миллионов лет образовалась Солнечная система в своем первоначальном виде.

Первая планета – Меркурий, самая маленькая среди основных планет Солнечной системы. Названная в честь римского бога торговли, она находится так близко к нашей Звезде, что один круг Меркурия вокруг Солнца занимает всего 88 земных суток. Традиционно считается, что Меркурий – синяя планета, однако последние снимки с неискаженным, насколько возможно, изображением показывают, что ранние фотографии не отображали цветовую гамму и показывали планету сине-серой, а на самом деле она весьма пёстрая, с желтыми и голубыми пятнами, а также на ней очень много кратеров. Почти всю массу и объем планеты составляет жидкое железное ядро, покрытое каменными породами. Жизнь на Меркурии невозможна, поскольку температура на поверхности планеты колеблется от +430 до -180 градусов по Цельсию, а также там совершенно нет воды.

Венера – вторая планета от Солнца, не менее интересна. Люди наблюдают ее с начала веков. Эта планета единственная была названа в честь бога женского пола из всех основных планет Солнечной системы. Также Венеру называют «Утренней зарей», поскольку она часто появляется утром на небосводе (в северном полушарии летом) и, отражая свет Солнца, сияет как Звезда. Однако она более заметна, поскольку находится достаточно близко к Земле. Несмотря на привычное толкование Венеры как желто-оранжевой планеты, на самом деле такой цвет создается отражением Солнца от ее поверхности, а сама она перламутрово-серая из-за плотных туч, заполнивших всю атмосферу.

На этой планете совершенно нет воды, она состоит из жидких металлов, которые держит очень сильное атмосферное давление, превышающее земное в 92 раза. Также интересно и то, что Венера вращается вокруг своей оси с востока на запад, хотя другие планеты вращаются с запада на восток. Одни сутки на Утренней заре равны 172 земным суткам, а один оборот по почти идеально круглой орбите равен 220 земным суткам. Средняя температура на Венере примерно +475 градусов по Цельсию – это больше, чем на Меркурии, несмотря на то, что он находится ближе к Солнцу.

А вот на Марсе не так жарко. Воинственная красная планета, которую, как и Венеру, мы можем наблюдать на земном небосводе, всегда была предметом исследований, легенд, а позже и описывалась в художественной литературе. Планета не намного больше Меркурия и также состоит в основном из каменных пород, разбавленных металлом (в основном железом). На Марсе очень холодно не только из-за удаленности от Солнца, но также из-за остывшего ядра. Средняя температура -50 градусов по Цельсию, однако на экваторе днем примерно +20. Атмосфера очень слабая и состоит в основном из углекислого газа, а время вращения вокруг своей оси – чуть больше земных суток (24 часа и 39 минут). По орбите Марс движется 668 марсианских суток. Поскольку на Марсе есть вода в форме ледников, многих ученых и любителей интересует вопрос: «Есть ли жизнь на Марсе?». Множество преданий гласило о «Богах с красной планеты», многие любители и некоторые профессионалы предполагают, если раньше ядро было горячим, жизнь на планете вполне могла существовать. Также при исследованиях были выдвинуты предположения, что атмосфера на Марсе была ранее более плотной и там даже шли дожди.

Затем, между Марсом и Юпитером, находится Пояс астероидов. Есть две главные версии его происхождения, официальная и альтернативная, однако обе они достаточно правдоподобны. Первая версия – сила притяжения Юпитера настолько велика, что он за миллиарды лет собрал множество космического материала, среди которого были его спутники, а также астероиды и космическая пыль. Что большинство из них, постоянно сталкиваясь, вышли на собственную орбиту, используя магнетизм Солнца и Юпитера, который не позволяет астероидам разлететься по космосу.

Вторая версия появления Пояса астероидов гласит, что когда– то между Марсом и Юпитером была еще одна планета, названная по традиции в честь греческого божества – Фаэтон. Также она имеет второе название – планета Ольберса, в честь ученого, который открыл множество объектов Пояса астероидов, таких как Церера, Веста, Паллада и Гигея (они являются самыми большими астероидами в системе и сначала считались полноценными планетами). Предполагается, что планета Фаэтон разрушилась под влиянием магнитного поля Юпитера и образовала Пояс астероидов. В пользу этой версии говорит то, что у Пояса собственная орбита, и он находится как раз на том месте, где должна быть планета, согласно системе Тициуса-Боде, которая заключается в том, что все планеты расположены в определенной геометрической прогрессии. В нее идеально вписывается вся Солнечная система, кроме Пояса астероидов.

Сейчас вторая версия считается несостоятельной по нескольким причинам, главная из которых состоит в следующем: суммарная масса всех астероидов составляет лишь 4 процента массы Луны, то есть на полноценную планету такой объем не тянет. Но на на смену этой версии идет другая набирающая популярность теория: планета начала образовываться, однако из-за огромного влияния Юпитера развалилась еще на начальной стадии. Из этого получается, что Фаэтон – не более, чем протопланета, то есть планета, которая не сформировалась окончательно и состоит из одного ядра.

Юпитер – самая большая планета в Солнечной системе. Классифицируется как газовый гигант, который собрал вокруг себя 67 спутников, самые известные из которых: Европа, Ио, Ганимед, Каллисто. Большая часть Юпитера (82 процента) состоит из водорода и дополняется гелием, метаном и аммонием, однако в составе есть и вода, но ее очень мало, меньше процента. Юпитер в 11 раз больше Земли, а один круг его вращения вокруг Солнца составляет 12 земных лет.

Эта планета известна и наблюдаема с давнейших времен, ее отлично видно на небосводе, и еще древние шумеры включали ее в свою мифологию и фундамент астрономических наблюдений. Знаменитый ученый Карл Саган выдвинул предположение, что на Юпитере может существовать жизнь на основе аммиака (из которого состоят облака на планете), поскольку жизнь в земном понимании маловероятна – на планете практически нет воды, атмосферы и твердой оболочки. Также на Юпитере часто происходят такие природные явления как грозы и молнии.

Отдельно стоит обратить внимание на спутник Юпитера – Европу, ее исследуют множество ученых, начиная с Галилео Галилея, который ее открыл. Европа немного меньше Луны по размерам, а ее ядро состоит из жидкого железа. Все дело в том, что на этом молодом спутнике очень много воды. Поверхность Европы идеально круглая и ровная из-за льда, который покрывает почти всю ее поверхность. Многими астрономами разрабатывается теория, что внутри спутника теплый океан, в котором, теоретически, может существовать хотя бы примитивная жизнь. Европа – первая открытая человеком планета, на которой есть большое количество воды, однако точный ее состав пока что не известен.

Сатурн знаменит своими кольцами, образованными из камня и льда, а также необычным полярным сиянием. Планета, названная в честь римского бога плодородия, вторая по величине в Солнечной системе после Юпитера, также относится к классификации «газовый гигант» и больше Земли в 10 раз. Поскольку поверхность Сатурна почти полностью из водорода, у него нет твердой поверхности, а внешняя оболочка планеты состоит из облаков, газа и жидких металлов. Несмотря на то, что Сатурн меньше Юпитера всего на 19 процентов, плотность планеты с кольцами меньше плотности Земли, однако это позволяет Сатурну весить больше нашей планеты в 94 раза.

Сатурн обращается вокруг Солнца за 30 земных лет, и его легко увидеть на ночном небе Земли, поскольку он ярче, чем наиболее близкие звезды. Что касается его колец, то единого мнения, как они образовались, нет. Самая популярная теория – распад спутника с жидкой структурой. Благодаря силе магнетизма, он остался на свой орбите, но в виде льда и пыли, а не цельного объекта.

Следом за Сатурном расположился еще один газовый гигант – Уран. Он знаменит не только своим небесно-голубым цветом (в честь чего он и получил имя греческого бога неба), но и тем, что это первая планета, открытая с помощью телескопа. Случилось это знаменательное событие в 1781 году – тогда впервые со времен античности была открыта новая планета. Уран – третья планета из серии «газовых гигантов», имеет 27 спутников и также систему колец на орбите. Примечателен он еще и тем, что ось планеты не вертикальна, а практически полностью горизонтальна, в отличие от остальных планет, поэтому Уран можно сравнить с катящимся по орбите шаром.

Голубизну Урану придает водород и гелий, которые составляют 90 процентов планеты (из них водород – 83. Есть и вода в форме льда, но ее очень мало. Примечательным является и то, что вокруг оси Уран вращается 17 с половиной земных часов, а вот вокруг Солнца – 84 года: 42 года он в тени от Солнца, и 42 – на свету.

Интересный факт: первоначальное название Урана было «Звезда Георга» в честь короля Георга III, который правил в то время, как был открыт Уран, однако это название прижилось только в Британии, и то на первые 70 лет. После этого название официально сменили.

Следом за Ураном идет последний из «газовых гигантов» – Нептун. Планета, завершающая парад больших планет Солнечной системы, была открыта благодаря математическим расчетам, а не наблюдениям астрономов, а затем, в 1846 году, была обнаружена визуально. Темно-синий и величественный, он почти в 10 раз больше Земли, имеет 16 спутников, состоит из водорода, гелия, метана и этана. На нем есть вода в виде ледников. Собственно, наличие большого количества ледников выделяет Уран и Нептун в отдельную категорию «ледниковых гигантов».

Нептун вращается вокруг оси примерно за 18 часов, в то время как один нептунианский год длится 165 земных лет. Расстояние между планетой и Солнцем – в среднем 4 с половиной миллиарда километров.

Как последняя планета Солнечной системы, Нептун имеет большое влияние на так называемые транснептуновые объекты – это система космических тел, которые находятся за Нептуном и составляют край Солнечной системы. Они также имеют свою орбиту и делятся на три части: пояс Койпера, облако Оорта и рассеянный диск. Плутон, ранее считавшийся девятой планетой Солнечной системы, оказался лишь одной из множества карликовых планет, а на данный момент открыто 1400 транснептуновых объектов.

1.2. Галактика Млечный Путь

Наша Солнечная система – лишь крошечная часть мозаики в структуре Вселенной, она является частью огромной галактики Млечный путь, о которой у нас есть лишь скудные сведения. Давайте рассмотрим подробнее то, что мы знаем.

Млечный путь – спиралевидная галактика, диаметр которой составляет целых 100 000 световых лет! Или же 1 квинтиллион километров. Все звёзды, которые мы видим ночью на небе, – часть этой галактики. Трудно представить, но возраст Млечного пути – примерно 14 с половиной миллиардов лет. Вместе с соседскими галактиками, такими как Андромеда, Треугольник и более чем 40 небольшими галактиками-спутниками образуют местную группу галактик. А всего, по подсчетам ученых, во Вселенной около ста тысяч миллионов галактик, и в каждой по триста тысяч миллионов звезд. Вообразить себе такое число не просто сложно, а, пожалуй, что и невозможно. Ну как, почувствовали себя каплей в море?

Сами названия «Млечный путь» и «Галактика» пришли из древнегреческой легенды о появлении Млечного пути на небосводе. Миф гласил, что Зевс дал спящей Гере младенца Геракла, чтобы она напоила его божественным молоком. Так Геракл мог стать полубогом, но Гера проснулась, увидела чужого младенца и оттолкнула его, а ее молоко полилось по небосводу. Так появилось название Хихлос галаксиас, которое переводится как «молочный круг». На самом деле действительно странно, что слово галактика – производное от слова «молоко».

Раньше считалось, что все объекты Вселенной находятся в нашей галактике, и еще в 1920-ом году были организованы международные дебаты насчет того, существует ли что-то внегалактическое? Но спустя несколько лет теория о том, что некоторые видимые туманности могут быть другими галактиками, подтвердилась. Произошло это благодаря известнейшему ученому Эдвину Хабблу, который установил, что некоторые подобные туманности находятся слишком далеко и не могут быть частью Млечного Пути.

Галактика наша имеет форму диска с перемычкой (это значит, что центр галактики пустой) делится на несколько основных частей. Ядро находится в средней части галактики, в созвездии Стрельца. Также есть предположения, что центр Млечного пути – сверхмассивная черная дыра, которая имеет настолько огромную силу магнетизма, что удерживает возле себя тысячи звезд. Рукава галактики – спиралевидные скопления звезд, основные среди них рукав Ориона, рукав Лебедя, рукав Центавра, рукав Стрельца и рукав Персея. Также спираль Млечного пути окружена так называемым гало – это сфера, окутывающая галактику, превращающая ее в шарик со спиралью внутри. Гало образовалось из старых звезд и космической пыли.

Наша Солнечная система находится ближе к краю галактики и движется по орбите в галактическом пространстве со скоростью 230 километров в секунду, то есть полный круг мы делаем за 200 миллионов лет.

Представьте себе, насколько это огромное расстояние, как необъятна Вселенная и что мы значим для нее? Имеют ли значения для таких масштабов то, что мы делаем или люди лишь краткий миг в космическом эпосе?..

Этот ответ должен дать себе каждый сам.

Глава 2. История удивительных открытий

2.1. Древняя астрономия: Междуречье, Египет, Греция, Майя

Еще до начала Великих открытий в Европе мир многое знал о нашей Вселенной. Наблюдения за небом проводились с древнейших времен, как только вид Люди разумные подняли голову вверх и заинтересовались прекрасными созвездиями.

Вопреки расхожим мнениям о том, что первые цивилизации были ограничены своей религией и примитивным устройством государства, и в Шумере, и в Египте, и в Греции с давнейших времен люди знали, что Земля круглая и имеет особый механизм и функции в строении Вселенной. Плоская Земля на китах, черепахах и слонах – всего лишь мифология, никто не относился к этим легендам всерьез уже в 4 тысячелетии до нашей эры.

Взять, например, Египет. Древнее государство, чья история и развитие до сих пор является благодатной почвой для ученых-историков, богатой на загадки и тайны, будоражащие умы человечества. Уже примерно за три-четыре тысячи лет до Новой Эры в этом дивном государстве была изобретена письменность, гончарное дело, оружейное мастерство. И самое главное, самое заветное, с чем ассоциируется это прекрасное, наполненное особым очарованием царство – пирамиды.

Уже тогда у египтян появились календари: лунный и схематический, а год делился на три сезона – «ахет» – пресыщение (наводнение), «перет» – рождение (появление суши) и «шему» – иссушение (отсутствие воды). Соответственно, жизнь египтян, зависящая от цикла, диктующего свои правила, и положила начало астрономии.

Гражданский календарь, так называемый «схематический», аналогичен современному. Он вмещал в себя 365 дней. Год делился на 12 месяцев по 29–30 дней – от «рождения» до «рождения».

Лунный же календарь был доступен не всем и имел свои дни, не подходящие для будничного государственного существования, так как использовался в религиозных целях, для храмовых Мистерий и праздников, а посему был неудобен в жизни повседневной.

Сириус, самая яркая звезда, был ориентиром, по которому древние астрономы добавляли в високосный год тринадцатый месяц. По сути, вся египетская астрономия базировалась на наблюдениях за Сириусом – главной звездой египетской мифологии, ведь считалось, что бог Осирис пришел на землю с пояса Ориона.

До Египта существовала еще одна могущественная цивилизация – Междуречье. Сначала возник Шумер – государство, впоследствии трансформировавшееся в Ассирию и Вавилон.

Шумеры были искушенными астрономами, ведь их религия также основывалась на звёздных путешествиях. Считалось, что создавшие людей боги – Аннунаки прибыли на Землю из созвездия Дракона. Они прекрасно знали, что Земля круглая, что времена года и смена дня и ночи зависят от Солнца, у них были собственные названия всех видимых планет, которые именовались в честь их богов. Так, например Юпитер – это Мардук, а теоретическая планета между Марсом и Юпитером – Тиамат (в мифологии Мардук убивает Тиамат), Венера – Инанна (Иштар, Астарта).

Однако Золотой век астрономии начался в Греции и Риме.

Древнегреческая астрономия сделала очень весомый и важный вклад в развитие астрономии как науки.

Современная астрономия напрямую зависит от греческой и ее истоков.

Астрономию древней Греции можно поделить на четыре периода, а именно:

– Архаический

– Классический

– Эллинистический

– Период упадка

– Имперский

Течение периодов весьма схематично и трудно в общем отнести то или иное достижение к определенному периоду.

Классический период характеризуется скорее «нащупыванием» будущего фундамента, появляются предпосылки и зарождаются мысли о влиянии и методах научных познаний.

Вводятся новые понятия, абстрактные термины в математике, предпринимаются попытки понять закономерность движения небесных светил и их влияния на Землю.

Эллинистический период — это Вселенная, манящая ученые умы. Тогда была создана математическая астрономия, были предприняты попытки определения масштабов Вселенной, изучались небесные тела и их влияние на жизнь человека.

Также была создана философская составляющая астрономии как науки. Два течения – эпикурейцы и стоики – сыграли весомую роль в становлении астрономии.

Эпикурейцы в большей части были приверженцами теории хаоса. Они утверждали возможность существования бесконечного множества миров, схожих с нашим.

Стоики же полагали, что космос рождается в огне, в огне и гибнет, то есть говорили о цикличности. Огонь имел свойство превращаться в три элемента – воздух, воду и землю. При этом вся Вселенная пронизана особой тончайшей материей – пневмой. Космос – живое создание, а пневма – его душа. В центре мироздания – Земля, которая находится в гармонии, благодаря уравновешенности сил, действующих на нее с разных сторон Вселенной.

В период упадка пришедшая из Вавилона астрология была скорее на уровне примитивном и не имела должного развития. Но, несмотря на «застой» науки, деградации не происходило, и это мы можем видеть по трудам Гемина и Сферика Феодосия Вифинского.

В имперский период астрономия возрождается, уже перекликаясь с астрологией. Однако новый толчок быстро приводит к ступору, еще более сильному, связанному с общим упадком культуры в период крушения Римской Империи, а также со сменой ценностей и их радикальным пересмотром.

Древнегреческая астрономия является основой для развития науки в Средние века.

Важные познания, данные в то время человечеству, невозможно не выделить.

В первую очередь это:

– Мир и его видение;

– Непрерывная цепочка причин и следствий, возможность правильного восприятия явлений природы, правильная их оценка и понимание их внутренних процессов;

– Математика и геометрия Вселенной. Космология;

– Последовательно логическая методология;

– Разработка и создание важнейших приборов для наблюдения и изучения космоса и небесных тел;

– Приход к правильному представлению места Земли во Вселенной;

– Открытие новых явлений, процессов;

– Вычисление расстояния от Земли до Луны;

– Осознание масштабов Вселенной;

– Выдвижение ряда гипотез, имеющих отклики в гораздо более поздних периодах (особенно гелиоцентрической системы мира);

– Создание математических моделей движения Солнца, Луны и планет.

Для того, чтобы понять, что не только известный древний мир имел собственные познания по строению Вселенной, давайте обратимся к другой части мира – цивилизации майя.

Майя имели глубочайшие знания в области астрономии, которые напрямую повлияли на человечество. Их вклад неоценимо высок. Письменность, архитектура, математические, астрономические системы. И, конечно же, нашумевший в 2012 году календарь.

Система календарей у майя была сложной, но довольно-таки точной для своего времени, учитывающей множество нюансов. Древние Майя занимались не только подсчетом течения времени, а также его организацией – даже храмы в городах были расположены по определенной астрономической системе.

Майя придавали большое значение небесным телам, их движению и перемещению в космосе. Они умели вычислять наступление затмений, хотя и в современном мире для предсказания наступления солнечного затмения используются сложнейшие вычисления. У Майя же были свои таблицы, рассчитанные на множество лет вперед, довольно точные. Когда же в будущем таблицы были доработаны, исследователи и ученые были поражены: их точность совпадала до одного дня.

Майя верили в цикличность и уделяли большое внимание изучению и движению Венеры. Их расчеты были настолько точны, что расходятся с современными данными всего на несколько секунд в год! Все природные явления, циклично повторяющиеся, усердно изучались и вносились в календари.

В качестве итога стоит заметить, что, несмотря на масштабное развитие науки, майя были слишком зависимы от своей религии и жестокого социального обустройства общества, что и привело в конечном итоге к упадку цивилизации.

2.2. Освоение космоса и великие открытия 20-го века

Человечество, всегда интересующееся Вселенной как доселе неизведанной материей, всегда стремилось попасть в космос, посмотреть на Землю с неба.

Термин «космонавтика» был введен для обозначения вопроса, посвященного изучению космоса и путешествий с целью познания. Долгое время для советского народа слово «космонавтика» было непривычным, чужеродным. Оно появилось в русском словаре около 1958-го года, а начало упоминаться в литературе в 1950-ом году.

До этого был выдвинут проект по созданию летательного аппарата способного совершать космические полеты, однако он был отвергнут. Позже Константин Циолковский предложил использовать ракеты для полетов в космос, а после разработал аппарат для межпланетного «общения». Далее последовали разработки, позволившие сделать Вселенную «чуть ближе» нам.

Тем не менее, разработки 50-х годов прошлого века показали, что аппараты и ракеты, созданные прежде, для космических путешествий не годятся. Но все равно в СССР разворачивались масштабные работы по развитию ракетостроения и освещению важнейших вопросов космонавтики, таких как создание спутников, и все для того, чтобы осуществить запуск их в космос с последующим возвращением на Землю и получить информацию. Впервые был поднят вопрос и написана научно-исследовательская работа о «создании искусственного спутника Земли».

Американская программа, в свою очередь, столкнувшись с «обгоном» СССР в открытии первого спутника, создала инициативы, направленные на кропотливое изучение отрасли. Соперничество между Америкой и СССР обернулось для США провальной попыткой запуска своего первого спутника и более удачной попыткой внедрения «Эксплорер-1».

Первым существом, отправившимся в космическое путешествие, была собака по прозвищу Лайка. Этот запуск стал действительно важным опытом в истории космонавтики, пусть и печальным: собака погибла. Вторым, уже более удачным, был запуск Белки и Стрелки, выживших и доказавших возможность существования живого существа в космическом пространстве и способность вынести невесомость. Примечательно то, что в СССР для испытаний использовались собаки, в то время как в США – шимпанзе.

Но и потом СССР опередили Америку. Первым человеком в космосе стал Юрий Гагарин, совершивший полет 12 апреля 1961 года. Первым же астронавтом из США был Алан Шепард, который отправился в путешествие 5 мая 1961 года.

Гагарин провел простейшие эксперименты, а также записывал все свои ощущения на магнитофон. До сих пор была неизвестной реакция человеческой психики в космосе, поэтому были проведены специальные меры для того, чтобы помешать управлению космическим кораблем в неадекватном состоянии. Были и минусы. Не сработала система радиоуправления, которая отключала двигатели 3-ей ступени.

В качестве вывода можно отметить то, что полет человека в космос стал глобальным и важнейшим шагом в истории. По окончании путешествия Гагарин оставил записку, в которой описывал то, как прекрасна наша Земля и призывал хранить и ценить ее красоту.

Возвращаясь к искусственным спутникам, стоит отметить, что роль их неоспоримо ценна. Благодаря им мы можем узнавать первые погодные новости и любые геометеорологические подробности. А также получаем данные о состоянии Земли и ее природных ресурсах. Уже в 1960-ом году появилась возможность считывать информацию о Земле в виде черно-белых схем, показывающих очертания планеты визуально. Эти схемы давали слабое представление о деятельности человека, но стали, несомненно, важным шагом в астрономии и космонавтике. Была получена возможность практически беспрерывного наблюдения за Мировым Океаном и его просторами, сей погодной «колыбели».

Полеты на Луну стали еще одним прорывом человека. Первым аппаратом-луноходом был американский «Рейнджер-7», передавший на Землю множество качественных изображений еще перед посадкой, а также снимок кратеров диаметром до одного метра. Далее последовали высадки еще нескольких луноходов, изготовленных руками человека и вполне удачно «прилунившихся».

Следующей целью стала Венера, на которую из космического корабля был запущен спутник «Венера-1». Он прошел в тысяче километров от планеты и вышел на орбиту. Позже для более детального изучения поверхности была запущена «Венера-3», которая достигла своей цели 1 марта 1965 года. «Венера-4» в свою очередь представила точные характеристики по температуре и составу атмосферы планеты.

На этом изучение планет не остановилось, и уже 1 ноября 1962 года была запущена космическая станция «Марс-1» (СССР). Попытки запуска со стороны США увенчались успехом лишь на запуске «Маринер-4», которая указала на отсутствие магнитного поля у Марса. На поверхности были обнаружены кратеры, схожие с лунными. Были отправлены спутники и на другие планеты Солнечной системы, которые предоставили более чем исчерпывающую информацию. Это позволило продвинуться науке на шаг вперед.

Но этого оказалось мало! Человеческая жажда знаний не была, как, наверное, и не будет никогда удовлетворена, и первыми лунными экспедициями стали девять эшелонов, отправленные в период с 1969 по 1972 годы. Шесть из них завершились успешной высадкой астронавтов на поверхность Луны. В процессе программы было собрано достаточное для изучения количество пород и грунта, были сделаны открытия, из которых наиболее важны два – абсолютная стерильность Луны и отсутствие какой-либо формы жизни на ней. В завершение хотелось бы сказать, что человечество только-только вступило в четвертое десятилетие космической эры, но нас уже давно не удивляют такие чудеса как охватывающие всю Землю спутниковые системы – навигаторы.

Совершенно без удивления мы узнаем последние новости о многолетних работах и испытаниях, а новые открытия принимаем как должное. Нас не шокирует впервые увиденное ядро кометы и такие близкие снимки далеких планет и галактик. И хотя нас с уверенностью можно обвинить в пресыщенности, наша жажда знаний не угасает. За очень малое время космонавтика стала неотъемлемой частью нашей жизни, но не стоит забывать и о том, что нас ждет еще множество загадок и неизведанных тайн, которые нам только предстоит постичь.

Глава 3. Что ожидает нас в будущем? Популярные теории о строении Вселенной

3.1. Современная астрономия в лучших университетах мира. Чем заняты ученые в наше время?

В современном мире астрономию поглотила новая ветвь космической науки – астрофизика. Она появилась в 20 веке – веке великих открытий, когда ученые окончательно убедились, что космические законы – основа физических явлений и процессов на Земле. Случилось это благодаря великим людям и учёным – Альберту Эйнштейну. Николе Тесла и Томасу Эдисону.

Современные астрофизики до сих пор опираются на их работы, создают и проверяют самые дерзкие космические теории. В большинстве технических университетов и обсерваторий мира профессора астрономии и астрофизики наблюдают за звёздами, открывая новые галактики и звёздные системы.

Астрофизика состоит из трех основных отраслей: астроспектроскопия, наблюдательная и теоретическая астрофизика. Астроспектроскопия занимается тем, что наблюдает космические процессы с помощью спектрального анализа. Зачатки этой области науки появились еще во второй половине 19-го века, когда ученый Густав Кирхгофом сделал первый спектральный анализ Солнца. Это было важным шагом в данной науке, поскольку впервые можно было точно определить состав атмосферы Солнца.

Наблюдательная астрофизика делится еще на несколько отраслей: радиоастрономия занимается изучением волн, которые издают пылевые облака, также реликтовым излучением, которое является отголосками большого взрыва, пульсарами, квазарами и радиогалактиками. Инфракрасная астрономия проводит наблюдения за планетами, астероидами и космической пылью – то есть объектами, которые не имеют собственного свечения и только отображают свет. Оптическая астрономия – классическая. Рентгеновская, ультрафиолетовая и гамма-астрономия – области, которые наблюдают за образованием высокоэнергетических частиц.

Теоретическая астрофизика использует аналитические методы для разработки новых теорий и для подтверждения уже существующих. Астрофизики-теоретики исследуют не только процессы и объекты Вселенной, но и многие популярные теории. В сферу их работы входит физика черных дыр, эволюция и строение звезд, звездная динамика, эволюция галактик, строение Вселенной и космология.

Один из наиболее важных элементов в современной астрономии – теория относительности Альберта Эйнштейна. Собственно, на ней построены фундаментальные труды всех точных наук: физика, астрономия, высшая математика ссылаются на работы выдающегося ученого. Теория относительности – основа наших знаний о гравитационных волнах и расширении космоса.

Отдельно хочется сказать о космологии, разделе астрофизики, изучающем свойства Вселенной. Она началась с физики элементарных частиц и той же теории относительности. Альберт Эйнштейн предполагал, что Вселенная изотопна, однородна и стационарна. Из этого следовало, что Вселенная конечна, замкнута и искривлена в пространстве. Однако второй великий ученый того времени – Эдвин Хаббл с помощью своих исследований микроволновых излучений, а также благодаря теории нестационарной Вселенной русского ученого Александра Фридмана смог доказать, что Эйнштейн ошибался и Вселенная не статична, она постоянно увеличивается в размерах. Из этих работ возникла общепринятая в наше время Теория Большого Взрыва, доказательств которой становится всё больше.

Большой взрыв – это стандартная космологическая модель, которая объясняет появление Вселенной и ее жизнь на ранних стадиях. Эта теория считает, что вначале был взрыв микрочастиц, который породил Вселенную. Так, существует космический аппарат для изучения реликтового излучения, которое образовалось при Большом взрыве, а отголоски его до сих пор доходят до Земли. Он называется WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) (читается Ви-мап) и был разработан НАСА. Он помог ученым построить самую точную и детальную карту микроволнового излучения, которая показала, что 70 процентов космической материи еще не изучено.

3.2. Наиболее популярные космические теории

Из всех предсказываемых научными теориями объектов нашей Вселенной черные дыры пользуются наибольшей популярностью и производят самое сильное впечатление. Предположения и теории о существовании понятия «Черная дыра» высказывались задолго до публикации Эйнштейном его «Теории относительности», однако же убедительные данные о реальности этого явления получены совсем недавно. Долгое время считалось, что присутствие черных дыр общей теорией относительности допускается, хотя нет, уместнее будет сказать, предсказывается, в настоящем мире такие объекты просто не могли бы образоваться.

Закон всемирного тяготения Ньютона говорит нам, что между двумя любыми телами с достаточно большой массой во Вселенной работает сила взаимного притяжения. Из-за этого тело вроде Земли обращается вокруг своей звезды – Солнца. Общая же теория относительности предлагает нам взглянуть на привычную систему Солнце – Земля под другим углом. Согласно данной теории, в присутствии столь массивного небесного тела, как Солнце, привычное пространство-время (которые в современной физике считаются одним атомарным целым), грубо говоря, как бы проминается под его массой и целостность его материи нарушается.

Получается, что Земля как бы просто "катается" вокруг появившейся воронки. Также то, что мы привыкли воспринимать в обыденной жизни как гравитацию, является скорее изменением геометрии пространства. Получается, что здесь законы Ньютона совершенно бессильны, в то время как Эйнштейн снова оказывается прав.

Объект, который накопил высокую массу и плотность материи, как бы загоняет себя в ловушку: ткань пространства-времени смыкается, а космическое тело теряет связь с остальной Вселенной, становясь невидимым для нее. Так и возникает черная дыра.

Всем известно по фантастическим кинофильмам важное свойство черной дыры – то, что в нее попало, обратно уже не вернется. Касается это всего – даже света, ведь так черные дыры и получили свое название: они поглощают свет, но не отдают взамен ничего, из-за этого они кажутся просто черным пятном в космическом пространстве. По данным общей теории относительности, если некий объект стремится к центру черной дыры и приближается в итоге на критическое расстояние, которое названо радиусом Шварцшильда, то поглощение этого объекта черной дырой неизбежно. Для массы небольшой звезды, вроде нашего Солнца, такое критическое расстояние составит три километра. То есть, чтобы Солнце превратилось в черную дыру, нужно уплотнить всю его массу до размера небольшого городка.

Общая теория относительности прогнозирует другие интересные факты – например, вся материя черной дыры концентрируется в сверхплотную точку в самом центре черной дыры. Это явление называется сингулярностью. Теоретически, конечная масса материи, имея бесконечную плотность, не занимает никакого пространства, однако происходит ли подобное явление в центре черной дыры на самом деле, экспериментально проверить невозможно.

Таким образом, фактически не имея возможности "разглядеть" черную дыру в обычном понимании слова, наблюдатель, тем не менее, сможет обнаружить ее наличие по определенным косвенным признакам, связанным с влиянием мощного гравитационного поля черной дыры на материю вокруг неё.

Теоретически, в центре каждой галактики (в том числе нашего Млечного пути) располагается огромная черная дыра, в миллионы раз массивнее нашего Солнца – такие черные дыры называют сверхмассивными. Эти сверхмассивные черные дыры были обнаружены при помощи наблюдения за движением межзвездного газа ближе к центру галактики. Наблюдения показывают, что газы перемещаются на небольшом удалении от сверхмассивного объекта. Методом довольно простых расчетов при помощи формул механики Ньютона выяснилось, что притягивающий их объект обладает невероятно огромной массой, имея при этом крайне небольшой диаметр – так влиять на окружающую материю может только черная дыра.

Современное представление астрофизиков об эволюции звезд показывает, что, когда звезда с невероятно большой массой (примерно 30 масс нашего Солнца) израсходует свое топливо и взрывается со вспышкой сверхновой, внешняя её оболочка уничтожается, а внутренняя прослойка стремительно коллапсирует – все это образует новую черную дыру.

Как говорилось ранее, изолированную в пространстве черную дыру обнаружить крайне сложно (практически невозможно), так как ее нахождение в разреженном вакууме и отсутствие каких-либо проявлений гравитационных взаимодействий делает её невидимой для разного рода оборудования. Есть небольшое исключение – если черная дыра когда-то входила в состав системы с двумя светилами, то она будет оказывать гравитационное влияние на парную ей звезду. На сегодня имеется несколько десятков кандидатов на роль подобной звездной системы, однако строгих доказательств по-прежнему нет.

В подобной двойной системе с черной дырой материя звезды будет "уходить" в направлении черной дыры, закручивая по спирали "высасываемое" черной дырой вещество. Вещество этой звезды, достигая критического расстояния по отношению к черной дыре, исчезает.

На основе этой теории многие современные астрофизики строят новые, такие как, например, путешествия во времени с помощью черных дыр, а также задают вопросы, на которые пока нет точных ответов: можно ли вернуться обратно из черной дыры? Что внутри нее, есть ли что-то с другой стороны?

Глава 4. Загадки космоса

4.1. Жизнь на других планетах

Космос – безмерное пространство вокруг нас, неизведанное, таинственное и прекрасное. Всё, что мы о нем знаем, – лишь мизерная часть того, что есть на самом деле. Сколько всего нам еще предстоит постичь? Есть ли кто-то во Вселенной, кроме нас? Что произойдет, если попасть в Черную дыру? Как возникли живые организмы? Был ли Большой взрыв? Всё это будоражит умы миллионов людей, которые хотят найти ответы на эти вопросы.

Конечно же, самой интересной темой является жизнь на других планетах. Это более реально, чем путешествия во времени (которого, по мнению большинства физиков современности, даже не существует), хотя бы потому, что если на нашей планете зародилась жизнь, то почему она не может появиться где-то еще? С другими условиями, другим химическим составом, но почему бы и нет?

Чаще всего инопланетяне в нашем сознании – это высокотехнологичные серые человечки с большими черными глазами. В научной фантастике их так и прозвали – «серые». Все началось с книги отца фантастики Герберта Уэллса «Война Миров», в которой он описывает более развитую, чем человеческая, цивилизацию, прилетевшую на Землю с целью завоевать ее. Этот сюжет стал настолько популярным, что породил целый поджанр фантастики, связанный с нападением инопланетян. Также образ серых пришельцев укрепил стереотип известных фильмов и сериалов, как, например, «Марс атакует» и «Секретные материалы».

Очень распространён стереотип так называемых «рептилоидов», которым в художественной и конспирологической литературе приписывали как вторжение на Землю, так и создание человечества. Рептилоиды впервые появились в шумерской мифологии как одна из рас богов, прилетевших на Землю с далекой галактики. Раса называется так потому, что представляет собой нечто среднее между рептилиями и человеком. Зеленые гуманоиды с вертикальными зрачками и холодной кожей. Этот тип пришельцев стал популярен в середине 20-го века благодаря распространению так называемой конспирологической литературы (теория всемирного заговора), а со временем обрел известность в медиа и широких массах.

Однако, несмотря на все усилия, пока не было найдено ни единого признака жизни на какой-либо из планет, теоретически она может быть на Европе, одном из спутников Юпитера, однако это пока нам не известно. Такие предположения строятся на том, что Европа покрыта огромным слоем льда, но ядро ее горячее, поэтому под толстым слоем мерзлого покрытия в воде может быть жизнь. Пусть даже самая примитивная в виде микроорганизмов, но шансы на это достаточно велики.

4.2. Интересные цифры

Многим альтернативным ученым не дает покоя то, что во Вселенной всё слишком логично, а все случайности просто идеально неслучайны. Действительно, сложно принять на веру, что когда-то не было ничего, а из ничего возник Большой взрыв, многие скептики жаждут новых научных доказательств, а некоторые строят и собственные теории.

В то же время о Вселенной известно достаточно много. Например, то, что самым распространённым химическим элементом является водород и многие планеты состоят из него на 90 процентов, как например Юпитер и Сатурн. Содержание Вселенной – это 73 процента водорода, еще 23 – это гелий, один процент – кислород и полпроцента – углекислый газ.

Среди наиболее интересных цифр в космосе – это данные о расстояниях. Нам действительно сложно представить размеры Вселенной. Мы не только не знаем, насколько она огромна, но нам даже трудно вообразить, насколько она может простираться.

Расстояние между звездами специалисты меряют в световых годах, а не в километрах. За один год луч света проходит более 11 триллионов километров. Так можно измерить расстояние от Солнца до Земли. Известно, что свет от звезды достигает поверхности нашей планеты за восемь минут 20 секунд. Учитывая, что одна световая минута – это 150 миллионов километров, можно вообразить, насколько далеко от нас Солнце.

Альфа Центавра – самая близкая к Земле звезда, которую достаточно хорошо с поверхности нашей планеты. Она расположена на расстоянии более 46 триллионов километров от нас.

А теперь давайте попробуем измерить нашу галактику. Считается, что ее диаметр достигает 100 000 световых лет. Это означает 100 000 раз по 11 триллионов километров. Кстати, триллион – это единица с 12 нулями, или тысяча миллиардов. Но! Наша галактика – это лишь малая частичка другой крупной системы.

За границами Млечного Пути есть миллионы других галактик. Ближайшая из них удалена от нашей на два миллиона световых лет. Самая удаленная – триллионы световых лет. И это только то, что известно людям. Что там дальше? Астрономы уверены, что на самом деле Вселенная может иметь гораздо большие размеры, учитывая тот факт, что она расширяется, а это значит что расстояние между двумя галактиками за несколько миллиардов лет увеличивается в два раза! Так насколько велика и велика Вселенная?

4.3. Загадочные силы во Вселенной

Мы знаем, что большинство космической энергии не изучено. Одни из самых загадочных явлений – это темная материя и темная энергия. Объяснять, что это такое, мы не будем, так как вопрос настолько сложный, что, пожалуй, понятен только физикам. Добавим только, что в теоретическом уравнении средней плотности вселенной 74 процента состоит из темной энергии и 22 – из темной материи. Темная материя не испускает электромагнитного излучения, но в то же время у нее присутствуют гравитационные эффекты. Собственно, поэтому ее и назвали материей, так как только что-то материальное может обладать гравитационной силой.

Да, весь ход будущего Вселенной определяется, казалось бы, весьма простым и привычным явлением – гравитацией. Эта сила – причина того, что звезды горят, планеты остаются рядом друг с другом в одном порядке и движутся по орбитам. При всем этом это одна из самых слабых сил в космосе. Удивительно, но источник ее происхождения по-прежнему остается загадкой для ученых.

Но вы только представьте себе, каких масштабов достигает гравитационная сила внутри целой галактики. А нескольких галактик? Такое гравитационное взаимодействие всех космических объектов удивительно. Именно благодаря этому Вселенная расширяется (к тому же, расширение ее постоянно ускоряется), и мы до сих пор можем поймать волны реликтового излучения.

Но и те знания о гравитации, что мы имеем, похоже, могут быть опровергнуты. Не так давно ученые обнаружили, что на космические аппараты, которые совершают полет на большом удалении от Земли, действуют не объяснимые современной наукой силы. Это может быть влияние самих, но, по мнению специалистов, все можно объяснить и по-другому. Так, аппарат "Пионер-10", запущенный в космос еще в 1972 году, ушел уже далеко за Юпитер, но до сих пор сохраняет связь с нашей планетой. Проанализировав получаемые данные, ученые сумели вычислить скорость движения аппарата. С 1980 года его траектория отслеживается очень скрупулезно. Тайна в том, что "Пионер" замедляется куда быстрее, чем следовало бы.

Сначала были предположения, что причиной тому – мельчайшая утечка газа или, может быть, воздействие какого-то невидимого объекта, находящегося в пределах Солнечной системы.

Однако то же самое происходит и с «Пионером-11», который находится совсем в другой стороне Солнечной системы и удален от «Пионера-10» на 22 миллиарда километров! А потому сила притяжения некоего объекта – пусть даже и невидимого – не должна была бы воздействовать и на него.

Добавьте к этому некие необъяснимые силы, действовавшие на аппарат "Галилео", шедший к Юпитеру, и на "Улисс", обращающийся вокруг Солнца, – и вы получите новую космическую загадку.

Она пока так и остается без ответа. Учитывая, что все четыре космических аппарата, которые дают основание догадываться о существовании какой-то новой силы, никогда домой не вернутся, то тайна очень долго еще может оставаться не решенной.

4.4. Теории о строении Вселенной

Очень популярна сейчас теория Мультивселенной – она о том, что, скорее всего, кроме нашей Вселенной, есть еще и другие, параллельные вселенные. Кроме этого, многие гипотезы Мультивселенной больше ничем не схожи, но делятся на несколько основных подвидов на основании следующих утверждений:

Есть другие такие же Вселенные. С такими же физическими законами.

Есть Вселенные с другими физическими законами.

Однако весьма интересно, что и сам внешний вид Вселенных в теориях разный: бесформенная масса, аналог нашей Вселенной, замкнутые Вселенные, а так же плоские параллельные вселенные.

Большой взрыв – самая распространенная и правдоподобная теория о создании Вселенной. Теория эта – уже практически доказанный факт, поскольку ученые НАСА давно изучают реликтовое излучение, отзвуки взрыва, которые сквозь миллиарды лет доходят до нас. Однако пока никому не известно, с чего начался взрыв и что было до него, это еще предстоит выяснить светлым умам астрофизики.

Что касается времени и пространства, для ученых это давно уже одно целое, поскольку в космосе время и расстояния измеряются пространством, оно не имеет начала и не имеет конца, исчисляясь от отправной точки в каждом отдельном случае: день рождения, таймер, один круг вокруг Солнца. Однако в глобальном масштабе Вселенной единого времени не существует.

Глава 5. Микромир – крошечная Вселенная

Все, что окружает нас, и с чем мы контактируем каждый день, может быть не только макрокосмом, но и микрокосмом. Представьте себе, мир под микроскопом столь же насыщен и потрясающ, как и тот, что нас окружает. Ведь он состоит из мельчайших микроорганизмов, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. Они есть то, из чего однажды началась жизнь.

Простейшие организмы, такие как бактерии и вирусы – первая жизнь, зародившаяся на планете. Их изучением занимается микробиология, в сфере ее тем – бактерии, архебактерии, простейшие водоросли и грибы. Ранее, в начале своего эволюционного пути, человек даже и не подозревал, что тесно связан с этой тонкой организацией, так или иначе влияющей на него. Например, люди в неведении пользовались природными процессами, связанными с брожением, даже не задумываясь, что его порождает.

Наука разделила микромир на разделы, в зависимости от среды обитания микроорганизмов, процессов, которые происходят при различных связях, а также реакций, которые по-разному влияют как на человека, так и на окружающую его среду. Что же это за разделы? Озвучим основные из них, а именно:

– Бактериологию

– Микологию

– Вирусологию

Существует весьма вредоносная сторона микромира – вирусы. Это бомба как замедленного, так и быстродействующего типа, способная к «активации» только в живых клетках.

Вирусы поражают все: растения, животные и человеческие организмы, бактерии и даже другие вирусы. Установлено, что в водной среде находится в десятки раз больше вирусов, нежели бактерий. Примечательно то, что вирусы есть везде, где есть жизнь, и «рождение» их, вероятно, приходится на момент появления первых клеток. Организм же имеет возможность противостоять вирусной инфекции, и эта способность называется врожденным иммунитетом. Однако он не гарантирует своему владельцу стабильной и надежной защиты. Вторичная естественная защита представляет собой лимфоциты, а именно короткие белковые образования, которые, распознавая подозрительные вирусные начала, разрушают их.

Однако далеко не все вирусы способны отступать перед защитным комплексом. Многим инфекциям, таким как ВИЧ, удается избежать этой участи. Создание искусственной инфекции являет собой полное воспроизведение копии ДНК генома вируса, использующееся для выработки новых вакцин. Благодаря вакцинам удалось победить такие страшные болезни, как оспа и чума. Ослабленные или мертвые клетки вируса вводятся в организм, чтобы иммунитет победил их и научился защищать организм от этого вируса в дальнейшем.

Что касается бактериального надцарства, то его численность составляет более десятков тысяч видов, однако не стоит опровергать и предположения о том, что их существует больше миллиона. Также бо́льшая часть бактерий является одноклеточными, и мы в принципе можем рассмотреть их строение, разделив структуру на нуклеоид, рибосомы, цитоплазматическую мембрану, а также внешние составляющие: клеточную стенку, капсулу, слизистый чехол, жгутики и ворсинки. Все внешние составляющие можно определить одним общим термином – протопласт.

Одними из «старейших» бактерий являются цианобактерии. В породах, которым свыше трех с половиной миллиардов лет, были обнаружены продукты их жизнедеятельности – строматолиты. Именно благодаря им в атмосфере начал образовываться кислород. Появление же кислорода в свою очередь, сильно повлияло на анаэробные бактерии, они не имели возможности размножаться и существовать в такой «агрессивной» для них среде. Поэтому они либо вымирали, либо проявляются до сих пор лишь в вакууме.

Эукариоты же возникли позже, а именно около двух миллиардов лет назад. При достаточной их примитивности и относительной бедности жизненной формы, они освоили практически все известные биохимические процессы.

Одни бактерии, как уже было сказано, способны вызывать болезни, инфекции и служить для естественного процесса распада, другие призваны защищать и помогать. Бактерии широко используются в медицине, пищевом, алкогольном производстве, в выработке глицерина, этанола, уксуса, спирта, а также процессе, без которого совершенно невозможно обойтись, – консервации. Впрочем, человеческий организм, являющийся не меньшей загадкой, также состоит из миллионов бактерий, с которыми и проходит весь свой жизненный цикл. Они защищают его от вирусов, помогают переваривать пищу, а также паразитируют в его организме.

Кроме известного нам микромира простейших организмов, есть еще и другой микромир – так называемые элементарные частицы, из которых состоит вся Вселенная. Когда стало понятно, что молекулы с ядром внутри – это еще не всё, что ядро делится на нейроны и протоны, а они в свою очередь, на бозоны и кварки, появилась новая наука – физика элементарных частиц.

Элементарные частицы считаются бесструктурными, то есть они наипростейшие, неделимые. На сегодня самой маленькой частицей является кварк. Они примерно в 20 тысяч раз меньше, чем протоны.

Гипотезы об их существовании появились еще в 60-ых годах прошлого века. Ученые предполагали, что есть более мелкие частицы, чем протоны и нейтроны, однако до сих пор их никто не видел. Грубо говоря, на данном этапе науки это предположение, что они существуют, однако есть несколько веских причин так считать. Во-первых – давно стало ясно, что адроны состоят из более мелких деталей, во-вторых – кварки идеально вписываются в модель элементарных частиц, объясняя многие несостыковки. Это лишь основное, что дает возможность понять, почему эти крошечные частицы все же существуют.

А может, наша огромная Вселенная – всего лишь микромир, наблюдаемый в микроскоп, а наша Земля в нем просто один из кварков, Солнечная система – адрон, галактика Млечный Путь – молекула? И кто знает, возможно для кого-то мы – всего лишь простейшие бактерии?

Мы на пороге величайших открытий, кто знает, может скоро появятся поселения людей на других планетах, как в фантастических фильмах, а космические корабли достигнут скорости света и мы сможем бороздить космические просторы в поисках жизни и открытий.

Вселенная может быть как бесконечно крошечной, так и бесконечно огромной. Часто мы проживаем всю жизнь и не задумываемся о таких вопросах, как этот. Каждый из нас – это Вселенная. Нужно это помнить.

Content

Брайан Хейбл
Как устроена Вселенная

Глава 1. Что мы знаем о нашей Вселенной?

1.1. Общие сведения о Солнечной системе и о месте планеты Земля в ней

1.2. Галактика Млечный Путь

Глава 2. История удивительных открытий

2.1. Древняя астрономия: Междуречье, Египет, Греция, Майя

2.2. Освоение космоса и великие открытия 20-го века

Глава 3. Что ожидает нас в будущем? Популярные теории о строении Вселенной

3.1. Современная астрономия в лучших университетах мира. Чем заняты ученые в наше время?

3.2. Наиболее популярные космические теории

Глава 4. Загадки космоса

4.1. Жизнь на других планетах

4.2. Интересные цифры

4.3. Загадочные силы во Вселенной

4.4. Теории о строении Вселенной

Глава 5. Микромир – крошечная Вселенная