да градусов, эти частицы уже не способны помешать образованию атомных ядер. Протоны получают возможность соединяться с нейтронами. Ведь ядра всех химических элементов состоят из протонов и нейтронов. Так образуются ядра дейтерия (один протон и один нейтрон), ядра трития (один протон и два нейтрона), ядра гелия (два протона и два нейтрона). Образуется также некоторое количество ядер более тяжелых элементов (лития и изотопов дейтерия и гелия-3).
В продолжение пяти минут после Большого взрыва ядра более тяжелых элементов не образуются. В принципе возможно образование сложных ядер с атомными массами 8 и 5 при столкновении ядер гелия-4 с себе подобным или же с нейтронами и протонами. Но эти ядра являются неустойчивыми. Поэтому ядер более тяжелых элементов, чем литий, в этот период эволюции не образуется.
По истечении пяти минут синтез элементов прекращается, поскольку температура падает ниже миллиарда градусов. При этом энергии частиц уже недостаточно для того, чтобы вызвать такой синтез. Элементы тяжелее лития образуются уже в звездах. Таким образом, с прекращением ядерных реакций соотношение между числом нейтронов и протонов остается постоянным (15 процентов нейтронов и 95 процентов протонов). Но в ядрах гелия на каждый нейтрон приходится один протон. Поэтому ядер гелия имеется 30 процентов, а ядер водорода (то есть протонов) 70 процентов. Такое соотношение установилось к концу пятиминутного периода после Большого взрыва. Даже в наше время гелия во Вселенной действительно имеется примерно 30 процентов. "Примерно" потому, что небольшое его количество образуется в звездах. Водорода в наше время уже не 70 процентов, поскольку произошел синтез в звездах (значительно позже).
Мы говорили о том, что фотоны (свет) находились в плену у вещества (частиц) некоторое время после Большого взрыва. Так вот, этот плен света продолжался примерно 300 тысяч лет. Далее события развивались следующим образом. Когда температура вещества понижается до четырех тысяч градусов, наступает очередной скачок в характере процессов: начинают образовываться нейтральные атомы. Значит, плазма перестает быть полностью ионизованной, число нейтральных атомов увеличивается. Они образуются в результате обрастания имеющихся в плазме ядер водорода и гелия электронами. Так появляются в расширяющемся веществе водород и гелий. По мере того, как плазма стала превращаться в нейтральный газ, она становилась прозрачной для фотонов. Стало возможным отделение света от плазмы. Это был тот момент, который толкователи Библии связывают со словами: "И отделил Бог свет от тьмы" (Быт. 1,4).
Таким образом, спустя триста тысяч лет после Большого взрыва фотоны вырвались из столь длительного плена и устремились в самые удаленные уголки Вселенной. Эти качественные изменения имели далеко идущие последствия. Главное из них, видимо, в том, что однородная до этого момента плазма превращается теперь в нейтральный газ и получает возможность собираться в комки. Только благодаря этому стало возможным образование отдельных небесных тел (звезд, планет и т.д.). Почему это не могло происходить в плазме? Потому, что образованный комок плазмы запирал внутри себя и фотоны, которые оказывали изнутри огромное давление и разбивали комок. Значит, комок не мог расти дальше, он разрушался. Поэтому плазма и оставалась однородной, а точнее, поддерживалась давлением фотонов. Но, когда фотоны, как пар из лопнувшего шара, были выпущены из плена, ничто больше не препятствовало нейтральному веществу собираться в комки.
Если вещество равномерно распределено в пределах шара, то под действием сил притяжения все вещество с течением времени соберется в центре шара. Если это вещество равномерно распределено в бесконечном пространстве, то под действием сил притяжения основная часть вещества соберется в комки. Этот процесс называется гравитационной неустойчивостью.
Если бы это произошло с самого начала после Большого взрыва, когда расширяющееся вещество имело огромную плотность, то и образовавшиеся при этом комки имели бы очень большую плотность. Но такой большой плотности вещества нигде во Вселенной не наблюдается. Поэтому можно заключить, что собирание вещества в комки происходило позднее, как это описано выше.
Творение жизни
Эволюция Вселенной была направленной, а не случайной. В этом в настоящее время мало кто сомневается. Но столь же направленным и отнюдь не случайным было возникновение и развитие жизни во Вселенной. Прежде чем остановиться на этом принципиальном вопросе, очень кратко изложим, как современная наука понимает возникновение и развитие жизни.
Хронология этого процесса выглядит так.
Не вызывает сомнения, что жизнь, а конкретнее, возникновение и организация живого вещества, должна быть связана с теми кирпичиками, из которых она строится, то есть со свойствами атомов. Среди них главное место занимает углерод. Углерод появился во Вселенной только на определенном этапе ее развития. Рождение углерода происходило в ядерных реакциях, когда из простых ядер в результате синтеза образовывались более сложные. Так образовались водород, углерод, азот, кислород. Когда же соотношение между количеством каждого из этих химических элементов достигло определенной величины, создались благоприятные физико-химические условия для образования сложных органических соединений, из которых впоследствии и возникло живое вещество, жизнь. Органические соединения возникли при охлаждении первичной газовой туманности. Если речь идет о нашей планетной системе, то имеется в виду газовая туманность, которая гипотетически связана с ранним Солнцем. При этом органические соединения должны были появиться на последних стадиях остывания. Это подтверждается фактическим материалом: в образовавшихся впоследствии космических породах — метеоритах и углистых хондритах обнаруживаются органические соединения.
Положение сейчас таково, что ученые не смогли обнаружить начало жизни. Она обнаруживается везде, даже в горных породах раннего докембрия Гренландии, Южной Африки и Западной Австралии. Там найдены остатки древней биосферы.
Примерно 4 миллиарда лет назад или даже раньше начал "работать" фотосинтез. Первоначально он осуществлялся сине-зелеными водорослями и их предками. В результате появления фотосинтеза появился свободный кислород. Это позволило большинству живых существ надстроить над прежним анаэробным обменом новые системы кислородного дыхания. Это явилось существенным усовершенствованием энергетического обмена живых существ. Появился мощный источник свободного кислорода, что определило общий характер геохимических процессов. Им стал определяться перенос химических элементов, а также формы их нахождения. Так образовался мощный кислородный потенциал биосферы.
Возникновение различных животных происходило в следующем порядке. Высшие беспозвоночные животные, скелет которых строился из углекислого кальция, появились в кембрийском периоде. В это время наблюдается образование биогенных известняков из их остатков. Усиление переноса фтора и фосфора было связано с развитием скелета у позвоночных животных.
В девонском периоде растения вышли на сушу. Это вызвало резкий перелом в развитии всей биосферы, так как появилась возможность для дальнейшего всестороннего развития не только растений, но и животных. Так, вначале появились папоротники, хвощи, семенные папоротники. Это усилило миграцию углекислоты. Развилась наземная растительность и образовалась почва. Благодаря этому стал возможен выход животных на поверхность континентов. В мезозойской эре развитие растительного мира привело к возникновению лесов, хвойных и цветковых растений. Леса наполнились жизнью.
В конце мезозоя и в кайнозое возникли птицы. Это привело к усилению миграции биофильных элементов. Благодаря птицам биосфера, ее живое вещество, захватила нижнюю часть атмосферы — ее тропосферу. Обмен веществ между сушей и морем усилился в это время именно благодаря птицам. Тогда как реки переносили вещества из суши в море, птицы совершали его возвращение из моря на сушу. Это происходило потому, что многие птицы (водоплавающие) питались рыбой.
Возникновение человека привело постепенно к самым крупным изменениям в биосфере Земли. В недрах биосферы стала возникать антропосфера. Это произошло с расселением первобытного человека по всей поверхности континентов.
Примерно так вкратце выглядит хронология материальной стороны возникновения и развития жизни на Земле.
Вернемся в главному вопросу, на который, как было сказано выше, ученые не нашли ответа. Он звучит так: когда и как возникла жизнь? Ответа на этот вопрос (по крайней мере, окончательного) наука не дает. Но ведущие мыслители, и среди них В.И.Вернадский, считали, что живое может происходить только от живого. Этот принцип был провозглашен еще в Средние века иезуитом Редди. Сейчас он известен как эмпирический, то есть установленный опытным путем принцип Пастера-Редди. Если это так, то возможны два варианта в решении этого вопроса. Первый — жизнь существовала всегда, поэтому мы и не можем обнаружить времени ее зарождения. Второй — жизнь развивалась самостоятельно, независимо от неживого ("косного" по терминологии Вернадского) вещества. Второй вариант, видимо, менее приемлем, чем первый. Посмотрим, что в пользу первого варианта говорит самая современная наука (может, еще и не всеми признанная) и что по этому поводу сообщает Библия.
Широко известны слова В.И.Вернадского: "Твари Земли являются созданием сложного космического процесса и закономерной частью стройного космического механизма, в котором, как мы знаем, нет случайности". В.И.Вернадский писал о существовании "определенного направления в эволюционном процессе, неизменного на всем его протяжении, в течение всего геологического времени. Взятая в целом палеонтологическая летопись имеет характер не хаотического изменения, идущего то в ту, то в другую сторону, а явления, определенно развивающегося поступательно — в направлении усиления сознания, мысли и создания форм, все больше усиливающих влияние жизни на окружающую среду".