Время. Возраст вселенной

 

     «Наука давно оставила представления о том, что в природе существует единое, ни от чего не зависящее время и абсолютное пространство, играющее роль бесконечно большого «сосуда» для погруженных в него тел». (В.Барашенков «Сохраняется ли энергия?» «Знание-Сила» №1/1983г. стр. 9)

     Если гравитационная масса – это потенциальная энергия, то существование абсолютного пространства и независимого времени просто необходимо. То есть ход времени должен быть одинаков во всём пространстве, и на него не должны влиять ни скорости движения тел, ни расстояния, ни массы.

       Теперь о возрасте Вселенной. На основании теории «Большого взрыва» его оценивают приблизительно в 13-20 миллиардов лет. Однако не всем учёным достаточно этого времени. Вот один из примеров:

   «Наши представления о времени меняются со временем. Последний переворот в этих представлениях произошёл в начале нашего века. Был провозглашён принцип единства пространства – времени (в рамках теории относительности Эйнштейна). Подобные перевороты заставляют, как будто признать относительность самих взглядов о сущности времени, и подозревать, что через некоторый срок они могут вновь изменится.
     Помимо общих рассуждений о времени есть и другой аспект проблемы – прикладной, связанный с техникой измерения интервалов времени, с определением дат различных событий в истории человечества, Земли, Вселенной.   Сравнительно недавно в межзвёздной среде были обнаружены спектры молекул, состоящих из водорода, углерода, кислорода, азота (водяной пар, окись углерода, аммиак, синильная кислота). Среди них - даже семиатомные молекулы!
   Сообщения о находках молекул в космосе стали поступать ещё несколько десятилетий назад. Однако мало кто принимал их тогда всерьёз: слишком невероятной представлялась возможность встречи в сверхразряженной межзвёздной среде двух атомов или тем более, трёх, четырёх, пяти!
   «При концентрации 100 атомов в 1 кубическом сантиметре, каждый атом испытывает столкновение примерно раз в сто лет, - пишет астрохимик В.С.Стрельницкий. – Но нужно иметь в виду, что для образования большинства молекул необходимо одновременное столкновение трёх частиц: третья частица берёт на себя избыток энергии столкновения и тем самым даёт возможность двум другим частицам слиться в молекулу, а не разлетаться, как после столкновения упругих шариков. Такие тройные соударения при малых концентрациях случаются крайне редко: при концентрации 100 атомов в 1 кубическом сантиметре – раз в 10²⁰ лет, что в 10¹⁰раз превосходит принимаемый сейчас возраст Галактики! Можно понять пессимизм астрономов, не веривших в существование межзвёздных молекул…»
   Какие же непомерные цифры возраста Вселенной должны давать межзвёздные молекулы, составленные из семи атомов!    Образование сложных молекул в межзвёздной среде в результате квантовых процессов может происходить гораздо интенсивнее, чаще, чем предполагалось. Однако даже если скорости химических реакций в космосе в миллиарды раз превышают те, о которых писал В.С.Стрельницкий, всё равно возраст Вселенной оказывается очень и очень значительным. Тем более, что прежде чем возникли молекулы, должны были появиться атомы». (Р.Баландин «Долго ли ещё Вселенной «стареть»?» «Знание-Сила» №11/1981г. стр. 24-25)

   Это взгляд геолога и астрохимика. А вот позиция, с точки зрения биологии:

   «Сколько лет живому веществу Земли? Кажется, ответить на этот вопрос проще простого. Энциклопедии, во всяком случае, тут не колеблются. И последнее издание БСЭ сообщает, что Земля возникла 4,6 миллиарда лет назад, а жизнь на ней зародилась всего 2-3 миллиарда лет назад.
   Но вот академики Б.С.Соколов и А.В.Сидоренко отводят жизни не два-три, а четыре или чуть больше миллиардов лет. Океанолог академик Л.А.Зенкевич полагал, что эволюция жизни только в океанах могла занять десятки, и даже сотни миллиардов лет. А академик В.И.Вернадский оценивал возраст нашей планеты даже в тысячи миллиардов лет.
   Что послужило основой для таких предположений? В начале нашего столетия геологи и палеонтологи находили остатки живых организмов только в осадочных породах не древнее пятисот миллионов лет. Казалось естественным, что раньше жизни и не было. Но шли годы. И следы жизни удалось найти не только в «дожизненных» породах, но даже и в ещё более древних – архейских.
   В.И.Вернадский сравнивал между собой горные породы архея, протерозоя и кайнозоя, изучая процессы образования этих пород – и подчеркнул в своих выводах принципиальное сходство таких процессов, хотя они шли в разные геологические эпохи, в резко различных, казалось бы, условиях. Значит, на самом деле общее между этими эпохами было значительнее различий. И таким главным общим фактором могла быть только жизнь.
   Вот тут-то Вернадский и пришёл к убеждению, что сроки существования планеты и эволюции жизни на ней надо резко увеличить – чтобы жизнь могла начать играть свою важнейшую геологическую роль на Земле в куда более ранние сроки, чем считалось.
   Сегодня остатки древнейших, сравнительно высокоразвитых растений датируют временем в 2-3 миллиарда и даже несколько более лет. В углистых сланцах системы Витватерсранд (Африка) найдены остатки растений, сходных с грибами и лишайниками. Размеры этих растений не превышали сантиметра. Но можно уверенно сказать, что появлению таких высокоорганизованных биологических структур должна была предшествовать долгая эволюция. Причём более поздние этапы эволюции, как правило, сразу и короче и богаче событиями.
   В ходе эволюции максимальные размеры живых существ возрастают. Сейчас самые большие наземные растения – секвойи, высотой свыше 100 метров. Этот рубеж был перейдён ими уже десять миллионов лет назад. Но в нижнем палеозое (150 миллионов лет назад) самые крупные растения ненамного превышали один метр. Грибы и лишайники архея 2-3 миллиарда лет назад едва достигали сантиметра. На сколько же миллиардов лет надо уйти в прошлое, чтобы «гигантами» растительного мира оказались полуживые структуры, состоящие, каждая из одной – единственной молекулы, размером в 10^-8 метра? А ведь такие полуживые структуры, по современным представлениям, должны были служить необходимым звеном эволюции. Путь же от них к грибам и лишайникам мог занять и тысячи миллиардов лет, особенно если учесть закон ускорения эволюции.
   Далее. Сейчас жизнь в своих высших формах использует практически всю таблицу элементов Менделеева, включая многие изотопы. В архее этот «химический набор жизни» был гораздо беднее, в первоначальной же форме он мог включать в себя всего лишь пять элементов – водород, углерод, азот, кислород и фосфор.
   Как кажется, путь освоения и мобилизации жизнью всё новых и новых химических элементов должен был занять гораздо больше времени, чем отводится на то ныне принятой геологической хронологией.
   А теперь – о новых данных касательно поразительного сходства древнейших и поздних горных пород, сходства, которое так занимало В.И.Вернадского.
   В метаморфизированных (преображённых) отложениях возрастом до 3,8 миллиарда лет примерно столько же органического вещества биогенного происхождения, сколько в молодых осадках.
   Кварциты архея представляют собой метаморфизированные пески и песчаники, биогенного углерода в кварцитах 0,45%. Примерно столько же его в нынешних песках и песчаниках. Подобная картина – с другими породами.
   Выходит, за последние три и даже четыре миллиарда лет роль жизни в образовании горных пород изменилась мало. Сегодняшний уровень её влияния на оболочки Земли был достигнут давно. А для этого уже четыре миллиарда лет должен работать на «нынешнем уровне» механизм фотосинтеза в своих наземных формах. Началась же эволюция жизни в океане, и первые растения, использующие энергию света, тоже появились в воде. Отработка фотосинтеза морскими растениями должна была занять немало времени.
   О том же говорит изучение изотопного состава биогенного кислорода. Кислород усваивается организмом в основном в виде изотопов и . Причём отношение тяжёлого изотопа к обычному в минералах биогенного происхождения со временем, при направлении от прошлого к настоящему, всё время увеличивается. Доля тяжёлого кислорода больше в современных осадочных карбонатах, чем в палеозойских, а в тех – больше, чем в архейских.
   В кислороде же, который с жизнью по происхождению никак не связан, это соотношение изотопов гораздо меньше. Эта отчётливая тенденция требует добавки времени к истории Земли – необходимой для эволюции отношения изотопов от дожизненого уровня к архейскому.
   Удлинение предбиологической эволюции химических молекул и начальной стадии биологической эволюции позволяет снять немалое число труднейших вопросов. Давно известно, как неправдоподобна низка вероятность появления такой случайной комбинации абиогенных органических молекул, которая повела бы к закономерному развитию жизни. В новом варианте хронологии ситуация становится более вероятной.
   Естественным выглядело бы и устранение такой нелепости, как замедление со временем темпов эволюции жизни». (В.Динисенко «Сколько лет живому веществу Земли» «Знание-Сила» №11/1981г. стр. 26)

   С точки зрения биологии тоже ощущается значительная нехватка времени. А вот взгляд на эти проблемы физики:

   «В астрофизике долго обсуждались разные способы объяснения «красного смещения». К настоящему времени все идеи, конкурирующие с представлением о расширении Метагалактики, не выдержали испытание. И всё же у физики тоже не всё в порядке со временем. Ей не хватает времени на образование галактик.
   Доносящийся до нас радиошум неба, так называемое реликтовое излучение, однороден, одинаков, с какой бы стороны он не приходил. А это память о начале расширения Метагалактики. Однородность реликтового излучения – следствие однородности этого расширения. Однако на то, чтобы из абсолютно однородно распределённого вещества под влиянием тяготения образовались галактики требуется, по расчётам, не миллиарды лет, а значительно больше. Взять их негде. Как же быть?
   Тут надо обратится к тому, что происходило перед началом расширения Вселенной. До расширения происходило, по-видимому, сжатие, а между двумя этими фазами Метагалактика находилась в состоянии сингулярности. Обычно термином «сингулярность» называют область пространства, в которой плотность вещества очень велика. В идеальном случае она даже бесконечна, но та сингулярность, о которой идёт речь, должна была иметь плотность конечную. И ещё при сжатии могли образовываться зародыши галактик, затем они как-то прошли через сингулярность и успели за отпущенное им время стать настоящими галактиками. Так физика находит время, которого ей не хватало. Однако готова ли она поделится им с биологией? Боюсь, что нет. Сложные молекулы не могли пройти через сингулярность с характерными для неё плотностями и температурами.
   Но, как кажется, биология всё-таки не так нуждается во времени. Совсем не обязательно, чтобы на самых ранних стадиях развития жизни, а особенно для предбиологической эволюции, темп событий был резко замедлен, по сравнению с более поздними этапами. Вполне возможна и обратная картина. Слишком плохо мы знаем законы возникновения и начального становления жизни, чтобы быть здесь категоричными». (М.Герценштейн «Прошлое – в «цейтноте» «Знание-Сила» №11/1981г. стр. 26)

    Времени не хватает всем, однако физики ограничивают время существования Вселенной 13-20 миллиардами лет, согласно теории «Большого взрыва». Поэтому они строят гипотезы так, чтобы уложится в расчётное время, и предлагают это другим. В теории расширяющейся Вселенной есть привлекательные стороны – сравнительно точное время возникновения Вселенной и возможность, в какой-то мере рассчитать этапы её развития. Если теория «Большого взрыва» не верна, то для эволюции жизни и вещества появляется недостающее время. Но тогда как ответить на вопросы о возникновении Вселенной и её возрасте? Ведь видимой точки отсчёта тогда нет.