УДК 53.02 ББК 26 В21 Ватанабэ Дзюнъити ISBN 978-5-97060 … · УДК 53.02...

УДК 53.02ББК 26

В21

ВатанабэДзюнъитиВ21 Вселеннаяввопросахи ответах /пер. с яп.А. Л. Слащевой. –М.:ДМК

Пресс,2020. –128 с.:ил.

ISBN978-5-97060-816-6

Новыеоткрытиявастрономиисовершаютсяежегодно,иновостныеизданияпестрятсообщениямиобочередныхкосмическихразработках.Но,хотяпрошливремена,когдаастрономическиеявленияпорождалисуеверияистрахи,научныйподходкоВселеннойпокаещенесталвсеобщимуделом:ведьнаучно-популярнойлитературыокосмосе,рассчитаннойнанеспециалистов,оченьмало.

Книга,которуювыдержитевруках,призванавосполнитьэтотпробел.Опро-исхожденииЗемлиизагадкахЛуныиСолнца,опланетахигалактиках,оМлечномПутииновейшихданныхизобластикосмологииздесьрассказываетсядоступноиувлекательно.Длянаглядноститекстсопровождаетсямногочисленнымииллю-страциями.

Изданиепредназначенодлявсех,ктоинтересуетсяастрономией,космологиейисовременныминаучнымиизысканиямивэтихобластях.

УДК 53.02ББК 26

Russian translation rights arrangedwithNIHONBUNGEISHACo., Ltd. through JapanUNIAgency,Inc.,Tokyo

Всеправазащищены.Любаячастьэтойкнигинеможетбытьвоспроизведенав какойбытонибылоформеи какимибытонибылосредствамибезписьменногоразрешениявладельцевавторскихправ.

ISBN978-4-53726-186-8(яп.) © JunichiWatanabe,2018ISBN978-5-97060-816-6(рус.) © Оформление,издание,перевод,ДМКПресс,2020

5

Оглавление

Предисловие от издательства .................................................................................... 7

Предисловие ...............................................................................................................12

Глава 1. Земля: от рождения к будущему ..............................................................131. Где во Вселенной находится Земля? ........................................................................................142. Земля появилась в результате столкновения планетезималей? ..................................163. Решило ли «гигантское столкновение» судьбу Земли? ....................................................184. Почему на Земле может существовать жизнь? ....................................................................205. Почему на Земле появилась жизнь? ........................................................................................226. Где жили предки всего живого на Земле? .............................................................................247. А правда, что вся Земля была покрыта льдом? ....................................................................268. А как Земля закончит свое существование? .........................................................................28Свежие космические новости .........................................................................................................30Свежие космические новости .........................................................................................................32

Глава 2. Наша соседка. Тайны Луны ........................................................................339. Правда, что Луна – сестра Земли? .............................................................................................3410. Что было бы с Землей, если бы не было Луны?................................................................3611. Отдаляется ли Луна от Земли? .................................................................................................3812. Как на Луне появились кратеры? ............................................................................................4013. Есть ли вода в «лунных морях»? .............................................................................................4214. Правда, что «Аполлон» был на Луне? ....................................................................................4415. Почему Луна так притягательна для людей? ......................................................................4816. Можно сделать большой телескоп на Луне? ......................................................................5017. Что такое «космический лифт»? ...............................................................................................52Свежие космические новости .........................................................................................................54Космическая колонка ..........................................................................................................................56

Глава 3. Заботливая мама – звезда по имени Солнце ......................................... 5718. Как появилось Cолнце? ..............................................................................................................5819. Откуда мы знаем, как устроено Солнце? .............................................................................6020. Солнце – горящая звезда? .........................................................................................................6221. Как возникают солнечные вспышки? ....................................................................................6422. Правда, что Солнце – двигатель Земли? ..............................................................................6623. Парниковый эффект на Земле происходит из-за Солнца? ..........................................6824. Правда, что Солнце увеличивается? ......................................................................................70Свежие космические новости .........................................................................................................72Космическая колонка ..........................................................................................................................74

6

Глава 4. Друзья Земли. Настоящее лицо Солнечной системы ............................7525. Как появились планеты Солнечной системы? ...................................................................7626. А правда, что на Меркурии, который ближе всего к Солнцу, жарко? .......................8027. Почему Венера называется двойником Земли? ................................................................8228. Есть ли вода на Марсе? ...............................................................................................................8429. Почему на Юпитере есть полосы? ..........................................................................................8630. Из чего сделаны кольца Сатурна? ..........................................................................................8831. Правда, что Уран вращается «лежа на боку?» ...................................................................9032. Мы действительно многого не знаем о Нептуне? ............................................................9233. Что мы знаем о Плутоне? ...........................................................................................................94

Глава 5. Тайны созвездий. Звезды и галактики .....................................................9534. Чем звезда отличается от планеты? .......................................................................................9635. Правда, что у звезд есть своя жизнь? ....................................................................................9836. Что происходит при взрыве сверхновой? ........................................................................ 10237. Как образуются черные дыры? ............................................................................................. 10438. Галактики состоят из звезд? ................................................................................................... 10639. Какие галактики находятся возле Млечного Пути? ..................................................... 10840. Правда, что столкновения галактик случаются часто? ................................................ 11041. На что похожа «Великая стена»?.......................................................................................... 11242. На что похожа структура Вселенной? ................................................................................ 114Космическая колонка ....................................................................................................................... 116

Глава 6. Пока все ясно! Последние астрономические дискуссии ....................11743. Из чего состоит Вселенная? .................................................................................................... 11844. Правда, что Вселенная расширяется? ................................................................................ 12045. Есть ли уравнение, которое разрешит все загадки Вселенной? ............................. 12246. Из-за чего случился Большой взрыв? ................................................................................ 12447. Сколько всего Вселенных? ...................................................................................................... 126

7

Предисловие от издательства

Отзывы и пожеланияМы всегда рады отзывам наших читателей. Расскажите нам, что вы думаете об этой

книге – что понравилось или, может быть, не понравилось. Отзывы важны для нас, чтобы выпускать книги, которые будут для вас максимально полезны.

Вы можете написать отзыв прямо на нашем сайте www.dmkpress.com, зайдя на страницу книги, и оставить комментарий в разделе «Отзывы и рецензии». Также мож-но послать письмо главному редактору по адресу [email protected], при этом напи шите название книги в теме письма.

Если есть тема, в которой вы квалифицированы, и вы заинтересованы в написа-нии новой книги, заполните форму на нашем сайте по адресу http://dmkpress.com/authors/publish_book/ или напишите в издательство по ад ресу [email protected].

Список опечатокХотя мы приняли все возможные меры для того, чтобы удостовериться в качестве

наших текстов, ошибки все равно случаются. Если вы найдете ошибку в одной из на-ших книг – возможно, ошибку в тексте или в коде, – мы будем очень благодарны, если вы сообщите нам о ней. Сделав это, вы избавите других читателей от расстройств и поможете нам улучшить последующие версии этой книги.

Если вы найдете какие-либо ошибки в коде, пожалуйста, сообщите о них главному редактору по адресу [email protected], и мы исправим это в следую щих тиражах.

Нарушение авторских правПиратство в интернете по-прежнему остается насущной проб лемой. Издательства

«ДМК Пресс» и Nihonbungeisha очень серьезно относятся к вопросам защиты ав-торских прав и лицензирования. Если вы столкнетесь в интернете с незаконно вы-полненной копией любой нашей книги, пожалуйста, сообщите нам адрес копии или веб-сайта, чтобы мы могли применить санкции.

Пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу электронной почты [email protected] со ссылкой на подозрительные материалы.

Мы высоко ценим любую помощь по защите наших авторов, помогающую предо-ставлять вам качественные материалы.

http://www.dmkpress.com

mailto:[email protected]

http://dmkpress.com/authors/publish_book/

http://dmkpress.com/authors/publish_book/




NASA/JPL

土星

天王星

海王星

太陽

水星金星

地球

火星木星

※この図は太陽系の惑星を示すもので、大きさの比率や軌道の大きさは実際とは異なります。

私たちの太陽系Наша Солнечная система

Это изображение иллюстрирует планеты Солнечной системы, но не показывает ни соотношение их размеров, ни расстояния между ними.

Юпитер

Марс

Земля

Венера

Меркурий

Солнце

NASA/JPL

土星

天王星

海王星

太陽

水星金星

地球

火星木星

※この図は太陽系の惑星を示すもので、大きさの比率や軌道の大きさは実際とは異なります。

私たちの太陽系

Восемь планет, которые вращаются вокруг Солнца, вместе с многочисленными карликовыми планетами, спутниками, астероидами, кометами, межпланетной сре-дой и другими небесными телами образуют группу, которая называется Солнечная система.

Как и человек, Солнце растет, стареет и потом умрет.Через несколько сотен миллиардов лет Солнечная система будет выглядеть совсем

иначе.

Нептун

Уран

Сатурн

10

Вселенная от рождения до настоящего времени

380 000 лет спустя

Период расширения

Боль

шой

взр

ыв

После «ничего» начался период расширения, а потом случился Большой взрыв

и родилась Вселенная.

Рекомбинация Вселенной

«Тем

ные

века

»

Мы не понимаем, что случилось в это время (темные века Вселенной)

Комбинация атомов и атомных ядер (на-чало рекомбинации Вселенной)

Зарождение ядер атомов

гелияПоявление протонов, нейтронов и фотонов

Появление электронов и нейтрино

Появление квар-ков (море света)

Большой взрыв (горячая

Вселенная)

Расширение

Прошлое

Время 3 минуты 46 секунд10–5

секунд10–11

секунд10–34

секунд10–44

секунд10–36

секунд

11

Считается, что Вселенная появилась из «ничего». После «ничего» началась эпоха расширения, затем случился Большой взрыв, и примерно через 13,8 млрд лет появилась нынешняя Вселенная.

Галактики

Маленькие галактики сталкиваются, сливаются

и становятся большими

Появление Солнечной системы

БудущееНастоящее

138 млрд лет

Рождение первых галактик

9,2 млрд лет1 млн ~ 1 млрд лет

12

ПредисловиеНавернякасредивасестьте,когоинтересуютновостиокосмосе,когда

ихпоказываютпотелевидению.С развитием методов наблюдения мы достигли головоружительных

высот в астрономии, астрофизике и планетологии, и наше пониманиеВселеннойрасширилосьтак,какмынемоглиипредставитьнекотороевремяназад.

Новыхоткрытийстановитсявсебольше,какиновостейобэтихоткрыти-ях.Болеетого,вСМИчасторассказываютпроастрономическиеявления–солнечныеилунныезатмения,ипрозвездныепотоки.Говорятипроуспе-хияпонскихкосмонавтов.

Впоследнеевремяпоявилосьмногоновыхслов,таких,например,как«суперлуние».Наверняканайдутсялюди,которые,прочтяновости,смо-трятнанебо.

Однаконекоторые, хотяиинтересуютсятакиминовостями, считают,чтовкнижкахвсетрудноинепонятнонаписано,поэтомунехотятихчи-тать.

Вкнижноммагазиненаполкескнигамипоастрономиивсегдаполнотолстых,сложных,полныхдеталейтомов,раскрывкоторые,сразухочетсяпоставитьихобратнонаполку.

Этакнигапредназначенакакраздлятех,ктоставиттолстыекнижкинаполку.

Наоснованииновейшихданныхастрономииинаукиокосмосемыпо-пытаемсярассказатьмногоеинтересноеокосмосебезизлишнихподроб-ностей,носмногочисленнымииллюстрациями.

Внашейкнигемыкакможнопрощеобсудиммножество(околопяти-десяти)важныхвопросов–орожденииипроисхождениинашейродиныЗемли,озагадкахнашейсоседки,спутникаЛуны,оСолнце,котороенасрадует,оразныхпланетах,созвездиях,оМлечномПути,галактикахина-укикосмологии.

Есливы,прочтяэтукнигу,нетолькоузнаетеопоследнихастрономи-ческихоткрытиях, ноипочувствуетеинтереси обаяниенашейбыстроразвивающейсянауки,аполныйзагадоккосмосстанетвамчутьближе–ябудуоченьрад.

Март 2018 годаЗамдиректор Национальной обсерваториииВатанабэ Дзюнъити

Глава 1

Земля: от рождения к будущему

14

1

НашапланетаЗемлявращаетсявокругСолнца.Солнце,восемьвращающихсявокругнегопланет(включаяЗемлю),ихмногочисленныеспутникиидругиене-бесныетелаобразуютгруппу,котораяназываетсяСолнечнаясистема.

Солнечная система находится в галактике, которая называется МлечныйПуть,нарасстоянии28000световыхлетотцентра.МысклоннысчитатьЗемлюцентромВселенной,ноуВселеннойнетницентра,никрая.

Считается,чтововсейВселеннойболее100млрдгалактик1,иМлечныйПуть –всегооднаизних.АСолнечнаясистеманаходитсянаегоокраине.

ГалактикаМлечныйПутьсостоитиз200млрдзвездимежзвездногогаза.Поформе она напоминает две составленные вместе соломенные шляпы. Выпу-клостьвцентреназывают«балдж»,исчитается,чтоонасостоитиззвездигаза,авцентренаходитсясверхмассивнаячернаядыра.

Поляшляпы–это«галактическийдиск».ДискМлечногоПути–вформеспи-рали,абалджвформеперемычки,поэтомуонотноситсякклассу«спиральныхгалактиксперемычкой».

ВокругвсегоМлечногоПутинаходитсяширокоесферическое«гало»,гдеестьшаровоезвездноескопление.

Считается,чтовокруггалонаходится«темнаяматерия»2.Мызнаем, чтодиаметрМлечногоПути–примерно100 000 световыхлет3,

диаметрбалджа–примерно10000световыхлет,атолщинадиска–примерно1000световыхлет.

1 Галактика–огромноенебесноетело,вкоторомзвезды,планеты,газообразнаясубстанция,пыль,тем-наяматерияит.п.связаныгравитацией.Галактикибываютэллиптические,линзовидные,спиральные,спиральныесперемычкойинеправильные.

2 Темнаяматерия–собирательныйтерминдлявещества,котороеобладаетмассой,проявляетсявгравитационномвзаимодействии,нонеучаствуетвэлектромагнитном,ипоэтомуонанедо-ступнавнастоящиймоментпрямомунаблюдению.

3 Световойгод–примерно9,5трлнкилометров.

Где во Вселенной находится Земля?

В уголке Вселенной, на краю Галактики.

15

Глава 1. Земля: от рождения к будущему

Галактика Млечный Путь

Млечный Путь в разрезе

Во Вселенной нет направлений вверх-вниз и влево-вправо, но это модель Млечного Пути в разрезе, и она выглядит так. На краю Млечного Пути можно увидеть Солнечную систему.

Галактика Млечный Путь, вид сверху

Темная материя

Гало

Диск

Шарообразное звездное скопление

Балдж

10 000 св. лет

Солнечная система

100 000 св. лет

1000 св. лет

Туманность

Рассеянное звездное скопление

Темная материя

ДискБалдж

Солнечная система

При взгляде на эту схему становится понятным, что Солнечная система расположена на одной из спиралей Млечного Пути.

16

2

ИсторияпоявленияЗемлиберетначалопримерно4,6млрдлетназад,когдавокругмолодогоСолнцапоявиласьпротопланетарнаясистемаивнейизгазаипыликонденсировалисьпланетезимали1.

Ихгравитационноепритяжениеросло,ионисоединялисьдругсдругом,такпоявиласьПротоземля.

Полагают,чторешающимдлядальнейшегоразвитияЗемлисталото,чтоонаоказаласьбольшеМарсаиВенеры.

Например,массаМарсасоставляетпримерно10%отмассыЗемли.Поэтомугравитацияунегослабая,атмосферапостоянноиспаряется,асредняятемпера-туранаповерхностисоставляет–40градусов.

Инымисловами,размерпланетыимеетважноезначениедлянашегосуще-ствования.

ПоверхностьбыстрорастущейПротоземлирасплавиласьиобразовала«оке-анмагмы».

Считается,чтожар«океанамагмы»расплавилскальныепородывглубине,поэтомутяжелоежелезособралосьвцентреистало«ядром»,аболеелегкиепо-родысобралисьнадповерхностьюядраистали«мантией».

СозданиевнутреннейструктурыЗемли,ядраимантии,привелоксозданиюмантийнойконвекцииимагнитногополя,котороеокружаетЗемлю.

Водаиуглерод,которыеобразовалисьвпротопланетах,испарялисьиз-завы-сокойтемпературымагмыисоздавалиатмосферуЗемли.

Затем, когда снизились планетарные столкновения и поверхность охлади-лась,произошлаконденсацияводыипоявилсяокеан.

1 Планетезимали–небольшиенебесныетеладиаметромоколо10км,существовавшиенараннихэтапахформированияпланетныхсистем.

Земля появилась в результате столкновения планетезималей?Нынешняя форма Земли стала результатом многочисленных столкновений и слияний.

17


Этапы создания Земли

Протоземля

Недифференцированная смесь

Столкновения планетеземалей Начинается

разжижение частей

Внешнее ядро

Металлы, такие как тяжелое железо, содержащиеся в

расплавленной магме, утонули и собрались в центре, чтобы стать

ядром.

Внутреннее ядро

Мантия

Кора

Океан магмы

Океан

Океан

Столкновения с падаю щими метеори-тами вызвали высокую температуру, поверх-ность планеты распла-вилась, и ее покрыла магма. Предполага-ется, что температура поверхнос ти превыси-ла 1000 ° С.

Считается, что от столкновений с метеоритами до завершения создания первобыт-ной Земли прошел минимум миллион, максимум 100 млн лет. С тех пор Земля постепен-но приобрела нынешнюю форму.

18

3

Около4,5млрдлетназаднаПротоземлеслучилосьстрашноесобытие.Доэтогостолкновенияислиянияпланетезималейпроисходиликаждыйдень,

новэтотразснейстолкнулосьнебесноетело(протопланета),котороебылоне-сравнимоснимипоразмерам.

РазмерэтогонебесноготелабылсопоставимсразмерамиМарса.Этособытиеназывается«гигантскоестолкновение».

Такпоявиласьтеория гигантского столкновения. Большое количество об-ломковсобралосьвокругЗемли,изнихвдальнейшемобразоваласьЛуна.Обэтомподробнорассказываетсявовторойглаве.

ГигантскоестолкновениеотправилобольшуючастьводяногопарамолодойЗемливкосмос,иееповерхностьсновавысохла.Еслибыэтогостолкновениянебыло,всяпланетамоглабыпотонуть.

ОткуданаЗемлепоявиласьвода?Считается,чтоводапоявиласьврезультатемногочисленныхстолкновенийс

метеоритами.КогдапоявиласьЛуна,тоэффектгравитациимеждунимипрекратилизмене-

ниянаклонаосиЗемлииоказалстабилизирующеедействиенаклимат.БезЛуныЗемлявращаласьбысголовокружительнойскоростью –одиндень

длилсябы8часов,нанейбылбысильныйветеристалкивалисьморскиетече-ния.

Теория гигантского столкновения была выдвинута в 1975 году УильямомК. ХартманномиДономДэвисомвИнститутепланетарныхнаукуниверситетаАризоны.Считается,чтоблагодарястолкновениюЛунасталаспутникомЗемли.

Решило ли «гигантское столкновение» судьбу Земли?

Благодаря мощному столкновению с планетой Земля оказалась под водой.

19


Теория гигантского столкновения


Столкновение

Протопланета

Ядро

Большое количество газа и об-ломков протопланеты и мантии Земли, разбросанных в результате столкновения, образовали вокруг Земли кольцо.

Мантия

Столкновение Протозем-ли с объектом, по размеру сравнимым с Марсом.


Протолуна

Обломки протопланеты и фраг-менты мантии Земли притягива-лись друг к другу, и так образо-валась Протолуна. Протоземля претерпела еще ряд столкновений и превратилась в Землю.

20

4

Настр.16мыговорилиоформировании«ядра»и«мантии»внутриЗемли,какнаповерхностипоявились«моря»,«атмосфера»и«геомагнитноеполе».

Такая среда, созданнаянаПротоземле 3,8млрдлетназад, стала системой,котораяподготовилаЗемлюкзарождениюжизни.

«Ядро»,состоящееизжелеза,расплавившегосявцентреЗемли,создаетэлект-рическийпотоквовремядвижения,итакпоявилось«геомагнитноеполе».Оноблокируетсолнечныйветер,которыйвредитвсемуживому.

Кстати,Земляимеетвнутреннююкору,образованнуюизтвердогожелеза,ивнешнююкоруизрасплавленного,игеомагнитноеполе1поддерживаетсядви-жениемжелезавовнешнейкоре.

Посколькутогда«атмосфера»содержалабольшоеколичествопарниковыхга-зов,напримеруглекислого,воданаповерхностиЗемлисуществовалавжидкомсостоянииинезамерзала.

Насамомделенеобходимоеусловиедляподдержанияжизни–жидкаявода.«Море» сыграло своюрольвтом,чтобыземлябыларавномернопрогрета,

относятеплоотрайонаэкватора,гдебыложарко,кхолоднымполярнымреги-онам.

Благодаряжару«ядра»мантиямедленнозакипела,какгорячаяводавбане,иснованачаласьмантийнаяконвекция.Благодаря«гидротермальнымисточни-кам»(см.стр.25)появилисьэлементы,которыесталиисточникамиэнергиидляжизни.Вдобавокиз-замантийнойконвекциипостепенносформировываласьсуша.

Этиэлементыпо-разномуперемешивались,итакЗемлястала«колыбельюжизни».

1 Геомагнитноеполе–магнитноеполевокругЗемли,оченьпохожеенаполе,созданноеогромныммагнитом.

Почему на Земле может существовать жизнь?

Условие для существования жизни – жидкая вода!

21


Мантийная конвекция Земли

Океан

Суперконтинент

Ядро

Мантия

Небольшие континенты

Оболочка

Считается, что слой мантии древней Земли кипел от тепла горячего ядра, слов-но вода в бане, и медленно погружался.

Внутренняя часть современной Земли состоит из внутреннего ядра, внешнего ядра и слоя мантии, в котором горячие и холодные шлейфы вызывают конвекцию.

Мантийная конвекция в прошлом

Мантийная конвекция сейчас

Холодный шлейф

Внутреннее ядро

Горячий шлейф

Океан

Внешнее ядро Мантия

Оболочка

22

5

Внастоящиймомент,какнамизвестно,кромеЗемли,нетдругихнебесныхтел,гдеестьжизнь.

Жизнь–этонетольковысшиеорганизмы,ноимикроорганизмывродебак-терий.

Самоеважноедляжизни–этоналичиеводывжидкомсостоянии.Дляподдержанияжизнинеобходимыразныехимическиереакции.Ужидкой

водыестьсвойствотакназываемой«водороднойсвязи».Водородныесвязисвязываютмолекулыисоздаютпространстводляхимиче-

скихреакций,необходимыхдляподдержанияжизни.ДажееслипосмотретьнапланетыСолнечнойсистемы,тольконаЗемлеесть

поверхность,покрытаяводой.ПоэтомуЗемлюназывают«планетойводы».Водаможетсуществоватькакжидкостьлишьвдиапазонеот 0до100градусов

придавлениив1атмосферу.ПосколькууЗемлиправильныйрадиусорбитыво-кругСолнца,онаможетсоответствоватьэтимтемпературнымусловиям.

НаВенере,котораянемногоближекСолнцу,чемЗемля,температураповерх-ностислишкомвысокая,иводанеможетсуществоватьвжидкомсостоянии,анаМарсе,вращающемсязаорбитойЗемли,воданаповерхностизамерзает.

Такимобразом,область,гдеможетсуществоватьжидкаяводанаповерхностипланеты,называется«обитаемойзоной».

ВСолнечнойсистемедляизмерениярасстоянийиспользуетсяединица,рав-наярасстояниюмеждуЗемлейиСолнцем(около150 млнкм),которуюпринятоназыватьастрономическойединицей(1аu).

ОбитаемаязонаСолнечнойсистемынаходитсявдиапазонепримерноот0,7аu(орбитавращенияВенеры)до1,5аu(орбитавращенияМарса).

Почему на Земле появилась жизнь?Потому что Земля находится на идеальном расстоя-нии от Солнца, это и помогло зародиться жизни.

23


Обитаемая зона Солнечной системы

Примерно 225 млн км

Земля



Меркурий

Обитаемая Зона

Сатурн

Юпитер

Луна

Марс

Венера

• Близко к Солн-цу – вода ис-паряется.

• Вода может на-ходиться в жид-ком состоянии.

• Вдали от Солн-ца – вода есть, но замерзает.

24

6

Примерно3,5млрдлетназаднатемномморскомднебыломножествомест,откудаизливаласьмутнаягорячаявода.

Это так называемые гидротермальные источники, откуда благодаря подо-гретоймагмойводеизморскогоднаизливаласьжидкостьтемпературойболее300 градусов.

Горячая вода, которая выливаласьиз гидротермальныхисточников, содер-жалатакиевещества,как сероводород,которыйлегковступаетвхимическиереакции,атакжеметаниуглекислыйгаз.

Этивеществаживыеорганизмымогутиспользоватькакисточникиэнер-гии.

Вдобавок, судя по результатам современных генетических исследований,многиемикроорганизмы,которыесчитаютсяблизкимикнашимобщимпред-кам,предпочитают горячую среду,идажев горячейводенайдутся спокойноживущиемикроорганизмы.

Существуеттеория,чтонапервыхстадияхсуществованияЗемлиобщиепред-киживыхсуществжиливгорячейводеизгидротермальныхисточников,вкото-рыхнаходилисьпитательныевещества.

Однаковгорячейсреде, гдетемпературапревышает300градусовЦельсия,температураслишкомвысокая,чтобыпоявилисьсложныеорганическиевеще-ствавродеДНКибелков.

Считается,чтовокруггидротермальныхисточниковбылиямы,гденаходи-лась«теплаявода»болеенизкойтемпературы.Таммоглипроисходитьхими-ческиереакции,результатамикоторыхстановилисьсложныеорганическиеве-щества.

Однакомымногогонезнаемотом,где,когдаипочемузародиласьжизнь.Труднопредставить, какизпростыхвеществпоявиласьклетка со сложной

структурой.Какбытонибыло,жизньестественнозародиласьнаЗемле,гдемыиживем.

Янадеюсь,чтоэтатайнабудетвскореразгадана.

Где жили предки всего живого на Земле?

Эти предки жили в гидротермальных источниках на дне моря.

25


Гидротермальные источники

Горячая вода

Устье гидротермального источника

Морское дно

Теплая вода

Предки живых существ

Теплая вода, смесь горячей

и морской воды

Морская вода

Морская вода проникает на глубину до нескольких километров под морским дном и подогревается до высоких температур при cоприкосновении с горячим базальтом над магмой. Горячая вода вступает с базальтом в химические реакции, при этом образуются ионы водорода и серных соединений, метан, углекислый газ и ионы металлов. Горячая вода, которая содержит эти субстанции, поднимается и изливается из гидротермальных источников в море.



Горячая водаГорячая

вода



26

7

Сейчасдоминирующейсталатеорияотом,чтонаЗемлебылонескольколед-никовыхпериодов(2,2млрдлетназад,700млнлетназади650млнлетназад),когдавсяповерхностьЗемлибылапокрытаслоемльдав1000метров.

Теория:«Земля–снежныйком».ОднаизпричинзамерзанияЗемлисостоитвсниженииуровняуглекислого

газаватмосфере.Когдасуперконтинентраспался,появилисьновыеморя,витогеуменьшилась

площадьсушииувеличиласьплощадьокеана.Водаизэтихморейиспарялась,затемвыпадалаввидедождя,поглощаяуглекислыйгаз.

Кислотные дожди растворяли кальций в породах, который скапливался вмореввидекарбонатакальция.Такимобразомколичествоуглекислогогазаватмосфереснизилось,иснижениепарниковыхгазов(втомчислеуглекислогогаза),согревающихЗемлю,привелокеерезкомуохлаждению.

Из полярных областей стал распространяться ледяной покров, лед белогоцвета отражал больше солнечной энергии, чем темное море. Снижение тем-пературыпривелок«бесконтрольномуохлаждению»,котороезаморозиловсюпланету.

НокакзамороженнаяЗемлясноваоттаяла?ХотявсяповерхностьЗемлибылазамороженной,жидкоеметаллическоеядро

неохладилось.Геотермальныйжарподогрелмореиостановилростльда.Вдобавоксчитается,чтонадольдомпоявилисьвулканы,которыепродолжали

своюдеятельностьисмоглитемсамымсберечьсуществованиемикроорганиз-мов.Ввыбросахвулкановсодержалсяодинуглекислыйгазионсновасогревалпланету.

А правда, что вся Земля была покрыта льдом?

Углекислый газ – ключ к глобальному замерзанию.

27


１

2

3

●

Теория «Земля – снежный ком»

Уменьшение парникового эф-фекта из-за снижения уровня углекислого газа.Облака углекислого газа и метана, мешающие теплу с поверхности земли уйти в атмосферу. Это так называемый парниковый эффект. Однако по какой-то причине угле-кислого газа стало мень-ше, и действие парнико-вого эффекта снизилось.

Замерзание началось с Север-ного и Южного полюсов.Считается, что замерзание посте-пенно распространилось от полю-сов до экватора, на материке слой льда составлял 3000 метров, а на море – 1000. Постепенно все по-крылось льдом, и Земля замерзла.

Вулканы на морском дне выде-ляли углекислый газ, и лед таял.Даже когда Земля превратилась в снежный ком, вулканы продолжали выделять углекислый газ, и посколь-ку лед на поверхности не мог его поглотить, его количество увеличи-валось в атмосфере, и вновь поя-вился парниковый эффект. Так лед и растаял.

Живые существа жили в море и на вулканах.Благодаря вулканам и морю, не замер-шему на большой глубине, продол-жали существовать бактерии и другие микроорганизмы. Земля – снежный ком

28

8

Атеперьдавайтепредставим,какЗемляпрекратитсвоесуществование.КлючомкэтомупослужитСолнце.Считается,чтожизненныйциклСолнцасоставляетоколо10млрдлетизакон-

читсячерез5млрд.Солнцестанет«краснымгигантом»,увеличитсявразмере(см. стр 70). Вместе с этим увеличится площадь его поверхности, количествосветаитепла,атакжеколичествоиспускаемойэнергии.

ВрезультатеупланетСолнечнойсистемыможетисчезнутьатмосфера,илиих,возможно,сдует.

Естественно,подниметсяитемператураЗемли.Посколькуколичествоводя-ногопараватмосфереувеличится,асодержаниеуглекислогогазауменьшится,растенийстанетменьше,аживотныенесмогутжить.

Спустя2,5млрдлеттемпературанаЗемлепревысит100 градусов,ивсеживоевымрет.

АеслиСолнцеувеличитсяв200раз,тоЗемляокажетсяимпоглощена.ОднакотруднопредсказатьвнастоящиймоментбудущееСолнца,потомучто

мымалочтознаемоеговнутреннейструктуре.Существуетверсия,чтоЗемлянебудетпоглощенаСолнцем.Сдругойстороны,ГалактикаМлечныйПутьсовременемстолкнетсясгалак-

тикойАндромеды.Компьютерныевычисленияпоказывают,чтодвегалактикистолкнутсячерез4млрдлетисольютсяещечерез2млрд.Еслистолкновениебудетлобовым,тополучитсяоднагигантскаяэллиптическаягалактика.

Нодажееслигалактикисольются,таккакмеждузвездамиогромноерасстоя-ние,междунимистолкновенийнебудет.

А как Земля закончит свое существование?

Считается что через 2,5 млрд лет все будет уничтожено.

29


Прогнозы будущего Земли

Солнце будет существо-вать еще 5 млрд лет.

Если Солнце внезап но увеличится в 200 раз, то считается, что оно поглотит Землю.

Земля

Через 6 млрд лет оно уве-личится в два раза.

Свет, тепло и солнечная энергия возрастут многократно!

Солнце увеличится в 200 раз.

Температура на Земле превысит 100 градусов.Из-за увеличения количества тепла и света, испускаемого Солнцем, температу-ра на Земле превы-сит 100 градусов.

30

Свежие космические новости

Пойманыгравитационныеволнынарасстоянии130 млнсвето-выхлет!

Воктябре2017годагруппынаблюдателейизЕвропыиСШАсообщили,чтовпервыеобнаружилигравитационныеволны,появившиесяотстол-кновениянейтронныхзвезд.

Когдазвезда,поразмерувомногоразпревышающаяСолнце,умирает,онавзрывается.Азатемпревращаетсявнейтроннуюзвезду.

Сдругойстороны,гравитационнаяволна–этофеномен,которыйвоз-никаетпридвижениитяжелогообъектавроденейтроннойзвезды,грави-тациякоторогосоздаетрябьи«искажениепространства».

Последокладаопервомнаблюдениигравитационныхволнбылиза-фиксированыследыслияниянейтронныхзвезд,котороеспровоцировалогравитационнуюволну,наблюдаемуювЯпонии,СШАиЕвропе.Небесноетелонаходитсянарасстоянии130 млнсветовыхлетотЗемли,вNGC4993созвездияГидры.

Впервыевисторииспомощьюспециальныхдетекторовбылобнару-женисточникгравитационнойволны,иэтооткрылоновуюэрувисторииастрономии.

Вдобавок было подтверждено, что в процессе создания нейтронныхзвездсинтезируютсязолотоиплатина–металлытяжелеежелеза.

Этопоможетпрояснитьпроцесс,припомощикотороговоВселеннойсинтезируютсяэлементы.

Ранее гравитационные волны, образованные после слияния черныхдыр, были обнаружены четыре раза. Первое открытие было сделано в2016году,когдачерныедырымассойв26и36 разбольшеСолнцаобъеди-нилисьичастьгравитационнойволныразмеромвтриСолнцадостиглаЗемли.

Ученые,сделавшиеэтооткрытие,былинагражденыНобелевскойпре-миейпофизикев2017году.

31

NAOJ/Nagoya University

Командаяпонскихнаблюдателейгравитационныхволнзарегистриро-вала,какисчезаетисточникгравитационнойволны.Перваяфотографиясделана18–19августа2017года,авторая –24–25августа.Вовремяслия-ниянейтронныхзвездпроисходит«r-процесс»–процесссинтезированияметалловтяжелеежелеза,вродезолота.Врезультатеслиянияобразуетсякилоновая,котораяявляетсяисточникомсильныхгравитационныхволн,атакжесильногоэлектромагнитногоизлучения.Былозафиксированопо-явлениесветавкилоновойиегопостепенноеисчезновение.

32

Свежие космические новости

Обнаружена ближайшая к Солнечной системе планета земноготипа!

Вюжномнебе естьтройная звезда,называемаяальфаЦентавра.ЭтоближайшаякСолнечнойсистемезвезда,арасстояниедонеесоставляет4,24световыхгода.ДляогромнойВселеннойэтонебольшоерасстояние.

Летом2016годавтройнойзвезднойсистемеПроксимыЦентаврауод-нойиззвездбылаобнаруженапланетаПроксимаЦентавраb.

«ПроксимаЦентавра»–латинскоесловосочетание,означающее«бли-жайшаязвездасозвездияЦентавра».

ПроксимаЦентавраbтакжеявляетсяближайшейкСолнечнойсистемепланетой.

Ужев1996годусчиталось,чтовПроксимеЦентаврасуществуетплане-та,примернов10разбольшая,чемЮпитер.Однакоэтодолгонемоглиподтвердить.

В последние годы было подтверждено существование планеты, по-сколькутехнологиянаблюдения улучшиласьи былразвернутмасштаб-ныйпроектпоисков.

Проксима b примерно в 1,3 разатяжелее Землии находится на рас-стоянииоколо7,5млнкмотПроксимыЦентавраспериодомвращения11,2 дня.

Особыйинтереспредставляеттотфакт,чтоводаможетсуществоватьнаповерхностиПроксимыbвжидкомсостоянии.

Другими словами,нельзя отрицать возможность существования вне-земнойжизни.

УДК 53.02 ББК 26 В21 Ватанабэ Дзюнъити ISBN 978-5-97060 … · УДК 53.02...

Documents

Transcript of УДК 53.02 ББК 26 В21 Ватанабэ Дзюнъити ISBN 978-5-97060 … · УДК 53.02...