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

Российская адаптация. Что это и для чего нужно? Российская адаптация. Что это и для чего нужно?

Сегодня мы поговорим о региональной адаптации. Что это и зачем нужно?

4x4 Club
Бизнес зажег искру в науке. Как новая лаборатория нобелевского лауреата может изменить подход к научным исследованиям в России Бизнес зажег искру в науке. Как новая лаборатория нобелевского лауреата может изменить подход к научным исследованиям в России

Как в России собираются пробудить интерес бизнеса к научным исследованиям

СНОБ
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
Любовь в зрелом возрасте: где и как ее искать? Любовь в зрелом возрасте: где и как ее искать?

Как еще раз построить отношения в зрелом возрасте

Домашний Очаг
Коперникианская революция: 9 мифов об отце современной астрономии Коперникианская революция: 9 мифов об отце современной астрономии

Что мы знаем о Николае Копернике?

Вокруг света
Борщевик Сосновского: растение-терминатор или культура будущего Борщевик Сосновского: растение-терминатор или культура будущего

Борщевик — сорняк, с которым невозможно справиться

Наука
Крупным планом: выясняем, за что любить, а за что ненавидеть новую Lada Niva Travel Крупным планом: выясняем, за что любить, а за что ненавидеть новую Lada Niva Travel

Теперь вместо “Шнивы” у нас Lada Niva Travel: уже не пирожок, но все еще Niva

Популярная механика
Почему ругаться матом, нарушать социальные нормы и тупить полезно: объясняет психолог Почему ругаться матом, нарушать социальные нормы и тупить полезно: объясняет психолог

Иногда рамки нам очень сильно вредят

Playboy
История одной катастрофы: Павел Табаков и Михаил Ефремов в сериале «Полет» История одной катастрофы: Павел Табаков и Михаил Ефремов в сериале «Полет»

«Полет» — сериал о внутренней катастрофе и кризисе

Forbes
Создал AWS, получил свободу действий, мог возглавить Microsoft и Uber: что известно о новом главе Amazon Энди Джесси Создал AWS, получил свободу действий, мог возглавить Microsoft и Uber: что известно о новом главе Amazon Энди Джесси

Что известно о приемнике Джеффа Безоса

VC.RU
Итоги «войны» Reddit и Уолл-стрит для её героев: кинотеатры AMC спасли себя, а GameStop не воспользовалась шумом Итоги «войны» Reddit и Уолл-стрит для её героев: кинотеатры AMC спасли себя, а GameStop не воспользовалась шумом

На GameStop заработали частные инвесторы и фонды, но не сам магазин

VC.RU
Наука обучения: как лучше усваивать новые знания в целом и IT-навыки в частности Наука обучения: как лучше усваивать новые знания в целом и IT-навыки в частности

Эксперт — о том, как лучше изучать новое с научной точки зрения

Популярная механика
В атмосфере Венеры нет биомаркеров жизни: ошибка ученых В атмосфере Венеры нет биомаркеров жизни: ошибка ученых

Газ на Венере никак не связан с деятельностью живых микробов

Популярная механика
Петров, Хабенский, Аксенова и другие: актеры из простых семей и их родители Петров, Хабенский, Аксенова и другие: актеры из простых семей и их родители

Талант — не всегда генетика, что доказывают российские артисты из простых семей

Cosmopolitan
Как очистить воздух в стране и не платить Европе карбоновый налог Как очистить воздух в стране и не платить Европе карбоновый налог

Достойный ответ «зеленой» политике Брюсселя

СНОБ
Криптомиллионеры начали платить тысячи долларов за право собственности на мемы. Wired рассказал, как устроен рынок NFT Криптомиллионеры начали платить тысячи долларов за право собственности на мемы. Wired рассказал, как устроен рынок NFT

Биткоин-элита тратит миллионы долларов на покупку цифрового искусства

Inc.
Романтичные поступки, от которых не тошнит: 12 свежих идей для ценителей искренности Романтичные поступки, от которых не тошнит: 12 свежих идей для ценителей искренности

Идеи для тех, кто хочет сделать 14 февраля запоминающимся

Playboy
Дар неудачи Дар неудачи

Отпустите детей – они сами справятся

kiozk originals
4 фразы, с помощью которых мы оправдываем прокрастинацию 4 фразы, с помощью которых мы оправдываем прокрастинацию

Эти слова подкрепляют нежелательное поведение и помогают откладывать дела

Psychologies
Вселенная Эдгара По Вселенная Эдгара По

Иногда чуткие к достижениям науки писатели могут предугадывать будущее

Наука и жизнь
Нити цивилизации: от лоскутного одеяла до умной ткани Нити цивилизации: от лоскутного одеяла до умной ткани

Текстиль учил людей считать, подталкивал технический и социальный прогресс

Forbes
Черное без черного Черное без черного

Парадоксы Ренуара и его «Девушек в черном»

Вокруг света
Обмани меня Обмани меня

Амурные аферисты: самые распространенные способы брачного мошенничества

Лиза
Анализ: Сила притяжения Анализ: Сила притяжения

Мы связаны с другими

Psychologies
Мурашки по коже: необычные триллеры, которые затягивают не на шутку Мурашки по коже: необычные триллеры, которые затягивают не на шутку

От этих фильмов действительно становится не по себе

Cosmopolitan
Общение с сородичами повысило выживаемость самок жирафов Общение с сородичами повысило выживаемость самок жирафов

Жизнь в группе снижает уровень стресса у самок жирафов и помогает им искать пищу

N+1
Первая глава романа «Братство» Ингара Йонсруда Первая глава романа «Братство» Ингара Йонсруда

Отрывок из дебютного детективного романа «Братство» Ингара Йонсруда

СНОБ
В гармонии с собой В гармонии с собой

Психическая саморегуляция: 10 техник для улучшения самочувствия и настроения

Лиза
Конец операции «Гриф»: как немцы в американскую униформу переодевались и что из этого вышло Конец операции «Гриф»: как немцы в американскую униформу переодевались и что из этого вышло

Как немцы пытались проникнуть в тыл врага и устроить хаос на плечах врага

Maxim
Цифровой Левиафан: как политика влияет на развитие технологий Цифровой Левиафан: как политика влияет на развитие технологий

Почему проваливается российская цифровизация?

Forbes
Открыть в приложении