Космос и микромир. Большие числа и разные масштабы

Числа космоса и микромира

В каждом из нас от 1028 до 1029 атомов. Это «человеческое измерение» с точки зрения чисел находится где-то между массой звёзд и массой атомов. Масса Солнца приблизительно равна массе для того чтобы же количества людей, сколько в каждом из нас атомов. Но наше Солнце – самая обычная звезда в Галактике, складывающейся из сотен миллиардов звезд. В видимой Вселенной как минимум столько же галактик, сколько звезд в Галактике. Так, в зону видимости наших телескопов попадают более 1078 атомов.

Живые организмы складываются из множества слоев сложных структур. Атомы соединяются в сложные молекулы. Молекулы сложными дорогами реагируют между собой в каждой клетке и выстраиваются в громадные взаимосвязанные структуры, из которых состоит дерево, насекомое либо человек. Мы занимаем место между микрокосмом и космосом – находимся посередине между Солнцем, имеющим диаметр в миллиард метров, и молекулой с диаметром в миллиардные части метра. Нет никакой случайности в том, что природа наиболее сложно устроена конкретно в таком среднем масштабе: что-либо большего размера, находящееся на обитаемой планете, разрушилось бы под действием гравитации.

Мы привыкли к мысли о том, что микромир воздействует на нас: мы беспомощны перед вирусами размером в миллионные доли метра, а в маленькой двойной спирали ДНК содержится наш генетический код. не меньше разумеется да и то, что мы зависим от Солнца и его мощи. Но что по поводу структур более большого масштаба? Кроме того ближайшие к нам звезды находятся в миллионы раз дальше, чем Солнце, а знакомый нам космос простирается еще в миллиарды раз дальше. По какой причине существует так много пространства за пределами Нашей системы? В данной книге я обрисую, как мы связаны со звездами, и докажу, что нереально раскрыть тайны нашего собственного происхождения вне космического контекста.

Глубокие связи между «внутренним пространством» мира в атомов и «внешним пространством» космоса продемонстрированы на рисунке 1.1 в виде Уробороса, который в энциклопедии «Британника» описывается как «применяемый в культурах Древнего Египта и Старой Греции символический змей, кусающий себя за хвост, неизменно пожирающий себя и оживающий… [Он] обозначает единство всех материальных и духовных сущностей, которое ни при каких обстоятельствах не исчезает, но неизменно меняет форму в вечном цикле разрушения и восстановления».

Слева на иллюстрации продемонстрированы атомы и внутриатомные частицы – это квантовый мир. Справа находятся планеты, звезды и галактики. В данной книге мы уделить время некоторым ответственным связям между микромасштабными структурами слева и структурами макромира справа. Мир нашей повседневной жизни определяется атомами и тем, как они соединяются в молекулы, минералы и живые клетки. То, как светят звезды, зависит от того, из каких ядер состоят их атомы. Галактики смогут держаться совместно из-за силы притяжения огромного роя субъядерных частиц. «Гастрономически» символизируемая, эта иллюстрация воплощает величайшую связь, которая ускользает от нас, – соединение между квантом и космосом.

Рис. 1.1. Уроборос. Связь между микромиром частиц, ядер, атомов (слева) и космосом (справа)
 

Уроборос охватывает 60 порядков величины. В действительности таковой громадный диапазон есть нужным условием для «увлекательной» вселенной. Вселенная, где нет солидных чисел, ни при каких обстоятельствах не сможет развить сложную иерархию структур – она будет неинтересным местом, где, конечно же, не будет никакой жизни. Помимо этого, должны быть и громадные временные промежутки. Процессы в атома смогут происходить за миллионные либо миллиардные доли секунды, а около ядра они происходят еще стремительнее. Сложные процессы, каковые превращают зародыш в кровь, кости и плоть, требуют непрерывного клеточного деления и образования новых структур. Наряду с этим каждое из них влечет за собой тщательную перегруппировку и воспроизведение молекул. Эта деятельность ни при каких обстоятельствах не заканчивается, пока мы едим и дышим. Наша жизнь – это всего лишь одно поколение в эволюции человечества, всего один эпизод, являющийся проявлением всей совокупности жизни.

Огромные промежутки времени, нужные для эволюции, дают новую точку зрения на вопрос: «По какой причине наша Вселенная так громадна?» Чтобы тут, на Земле, появились люди, потребовалось 4,5 млрд лет. Еще перед тем, как сформировались Солнце и планеты, в существующих ранее звездах чистый водород должен был превратиться в углерод, кислород и другие элементы периодической системы. Это заняло около 10 млрд лет. Размер замечаемой Вселенной приблизительно равен тому расстоянию, которое прошел свет со времени Большого взрыва, исходя из этого современная видимая Вселенная должна иметь протяженность около 10 млрд св. лет.

Это ошеломляющее заключение. Сама огромность Вселенной, которая на первый взгляд показывает на нашу незначительность в космической схеме, в действительности связана с нашим существованием. Никто не говорит, что Вселенная не могла быть меньше, просто мы не имели возможность в ней существовать. Расширение космического пространства – это не экстравагантное излишество, это последствие долгой цепи событий, каковые начались еще перед тем, как сформировалась Наша система, и привели к нашему появлению на сцене.

Это может показаться возвращением к старой «антропоцентрической» мнению – той, которая была поколеблена открытием Коперника, что Земля вращается около Солнца, а не наоборот. Но мы не должны заходить слишком далеко в скромности Коперника (которую время от времени именуют «принципом посредственности»). Таким существам, как мы, для развития были необходимы особенные условия, исходя из этого наша точка зрения обречена на то, дабы быть нетипичной. Протяженность нашей Вселенной не должна нас удивлять, не смотря на то, что мы можем так же, как и прежде искать более глубокие объяснения ее отличительным чертам.