Теория панспермии
Теория панспермии — это теория о внеземном происхождении жизни. Впервые эту идею высказал греческий философ Анаксагор (V в до н. э.). А в 1865 году Х. Рихтер — ученый, родом из Германии, возродил ее. Он выдвинул предположение, что на Землю жизнь в виде зародышей простейших микроорганизмов занесли многочисленные метеориты и космическая пыль с планеты, где на тот момент уже имелась жизнь.Сторонники теории утверждают, что условия первобытной Земли были благоприятны для развития этих микроорганизмов, и они дали начало всему разнообразию жизни. Приверженцы теории панспермии стремятся научно доказать возможность переноса жизни с планеты на планету, ведь при путешествии через космическое пространство спора бактерии столкнется со множеством испытаний. Опасность будут составлять и холод межпланетного пространства (-220°С), и сильнейшее ультрафиолетовое излучение. Также не стоит забывать об атмосфере планеты, проходя через которую на большой скорости, любое тело благодаря силе трения загорится.
Рис. 2. Зарождение жизни в потоках энергии и химических веществ по Опарину — ХолдейнуКонечно, эти доводы не опровергают теорию полностью. В 60-х годах прошлого века популярность теории панспермии резко возросла, благодаря обнаружению на метеоритах и поверхности комет сложных органических соединений и воды. Теория панспермии не является полноценной теорией возникновения жизни, поскольку она не объясняет сам феномен зарождения жизни, просто перенеся проблему с нашей планеты в огромный космос.
Гипотеза Шмидта
Гипотеза Шмидта о происхождении Земли
Советский геофизик Шмидт несколько иначе представлял себе развитие Солнечной системы. Согласно его гипотезе, Солнце, путешествуя по Млечному Пути, проходило сквозь газопылевое облако и увлекло часть его за собой. Впоследствии твердые частицы облака подверглись слипанию и превратились в планеты, изначально холодные. Разогревание этих планет произошло позже, в результате сжатия и поступления солнечной энергии. Разогрев Земли сопровождали массовые излияния лавовых масс на поверхность в результате вулканической деятельности. Благодаря этому излиянию сформировались первые покровы Земли. Из лавы выделялись газы, которые образовали первичную атмосферу, и она поначалу не содержала кислорода. Больше половины объема первичной атмосферы составляли пары воды, а температура ее превышала 100°С. При дальнейшем постепенном остывании атмосферы произошла конденсация водяных паров, что привело к выпадению дождей и образованию первичного океана. Позднее началось формирование суши, которая представляет собой утолщенные, относительно легкие части литосферных плит, поднимающихся выше уровня океана.
Куда исчезли динозавры?
Два раза в пределах всего лишь нескольких соседних строк книги Бытия упоминается о создании пресмыкающихся. Каждый раз для них используется другое слово. В первый раз это šereç от слова со значением «шевелиться». Слово, до сих пор употребляющееся в современном иврите для обозначения рептилий и появившееся, очевидно, как звукоподражание тому, что они издают, когда шипят или ползают. Этих шерец производит вода. В книге Бытия об их создании рассказывает поразительный по звукописи стих, красота которого теряется при переводе: «jišreśu hammajim šereç nefeš hajja» («йишрэцу хамайим шерэц нэфэш хайа»). Он как нельзя лучше передаёт кишение пресмыкающихся или же насекомых. О сотворении последних, кстати, ничего не сказано. Либо же это… шерец.
Второй раз это действительно «пресмыкающиеся» — remes от rаmаs «пресмыкаться, ползать», которых производит земля. Кроме собственно рептилий биологи знают ещё земноводных и древних вымерших рептилий — динозавров, которые, как они считают, дали начало не только современным рептилиям, но и птицам и млекопитающим. Все они тоже подходят на роль вторых упоминаемых пресмыкающихся.
Перенесёмся к моменту создания человека. Господь подчиняет новосозданному существу сотворённых прежде животных, перечисляя их: И владычествуйте над рыбами морскими и над птицами небесными, и над всяким животным, пресмыкающимся по земле (Быт. 1:28). Здесь не упоминаются «скоты и звери», а из двух видов пресмыкающихся указаны только remes…
Давайте теперь посмотрим, каких животных вводит Ной в свой ковчег. «Введи также в ковчег из всех животных, и от всякой плоти по паре, чтоб они остались с тобою в живых; мужеского пола и женского пусть они будут. Из птиц по роду их, и из скотов по роду их, и из всех пресмыкающихся по земле по роду их, из всех по паре войдут к тебе, чтобы остались в живых» (Быт. 5:19-20). В подлиннике здесь тоже remes.
К сожалению, Библия не открывает нам тайны динозавров, не отвечает на вопрос, есть ли инопланетяне или какие-то формы жизни на других планетах. Оно и понятно: ведь она прежде всего посвящена духовным вопросам. Это книга об истории взаимоотношений человека и Бога, а не о динозаврах… А возможно, там просто нечего открывать: ведь таинственные и поражающие воображение чудовища левиафан и бегемот в книгах Иова и Исаии, загадочный дракон в книге пророка Даниила упоминаются просто как одни из животных. И вообще, уверены ли вы на 100%, что они вымерли?
Об атмосфере и гидросфере
Создание Земли сопровождалось появлением базальтового слоя коры и расплавленной магмы, поднимавшейся по разломам вверх. В ней содержались газы. Высокие температуры и давление провоцировали бурное протекание химических реакций. В результате образовывался ряд привычных земных веществ, от угарного газа (монооксида углерода) и углекислого газа до водорода и азота. Таким образом? появление первичной атмосферы непосредственно связано с недрами планеты, однако она обладала массой отличий от современной.
После того, как появилась Земля, происходил активный выброс газовых облаков древними вулканами. Водородные и гелиевые поднимались на почтительную высоту и достигали космического пространства. Более тяжёлые облака удерживались притяжением планеты, поэтому они стелились вдоль поверхности. Именно эти газы образовали первичную атмосферу. Юную планету окружали: водород, метан, аммиак, углекислый газ, азот, инертные (благородные) газы, а также испарения плавиковой, борной и соляной кислот. Первичная атмосфера почти не содержала кислорода – его концентрация была ниже сегодняшней примерно в тысячу раз.
Кислорода во время появления Земли в свободной форме фактически не существовало, он входил в различные химические соединения. Атмосфера была ядовитой, непригодной для дыхания, и не имела озонового слоя, защищающего в наши дни всех живых существ от космического радиационного воздействия. Её обогащение осуществлялось последовательно за счёт продуктов сгорания метеоритных тел. После того, как появилась Земля, постепенно произошло изменение её атмосферы, а главными составляющими стали: кислород (20%), азот (75%) и аргон (чуть менее 1%). Значительно снизилось содержание водяных паров и диоксида углерода.
Происхождение Земли сопровождалось медленным охлаждением и формированием первичной атмосферы. В результате образовалась водная оболочка – гидросфера. Древняя атмосфера содержала водяной пар в больших количествах, вырывавшийся из глубины со слоями расплавленной лавы. Он конденсировался и выпадал в виде осадков. Водные потоки, собираясь на поверхности, скапливались в углублениях и постепенно становились озёрами. В результате циркуляции жидкости водоёмы увеличивались в размерах и превращались в океаны. В потоках присутствовали микрочастицы горных пород и ряд других веществ, что сделало морскую воду солёной.
Описание того, как появилась Земля, строится на гипотезах, поскольку учёные могут судить о том, как именно была сформирована гидросфера и первичная атмосфера исключительно по косвенным данным. Все существующие гипотезы как возникла Земля обладают противоречиями и неразгаданными по сей день тайнами. Современная наука располагает довольно незначительным количеством сведений, касающихся первого периода эволюции планеты.
Великие вымирания
Существуют и другие классификации эпох, хотя все они и похожи друг на друга
Важно другое. Из приведенных данных может сложиться впечатление, что жизнь на Земле развивалась поступательно
Но это совсем не так. В истории биосферы нашей планеты случались катастрофы, которые называют «великими или мировыми вымираниями».
Сейчас мы их перечислим в хронологическом порядке. Причины до конца не установлены, хотя и существует масса гипотез. Две основные – глобальные извержения вулканов и столкновения Земли с огромными астероидами.
Итак, все по порядку.
Ордовикско-силурийское вымирание. Оно происходило 450 – 443 миллиона лет назад, т.е. в начале Палеозойской эры. В те времена жизнь, пусть и в примитивных формах, существовала только в океанах. Вымирание, как предполагают ученые, происходило в два этапа. Первый из них (длительностью около 1,9 миллиона лет) был связан с оледенением, которое привело к резкому понижению температуры океанской воды. А второй – с потеплением, когда температура воды повысилась, и те организмы, которые приспособились к жизни в холодной воде, стали погибать. В ходе этого события исчезло от 72% до 86% видов и более 100 семейств морских беспозвоночных.
Девонское вымирание (372 миллиона лет назад, Палеозойская эра). Оно происходило в несколько этапов. Всего в ходе Девонского вымирания исчезло 19% всех семейств и 50% видов всех родов. В частности, почти полностью исчезли организмы, формировавшие коралловые рифы. Это повлекло за собой изменения глобальной экосистемы мирового океана. Эти события повлекли за собой кризис и на суше, где к тому времени уже появилась жизнь. Причиной Девонского вымирания считается периодическое повышение и понижения уровня мирового океана. Почему оно происходило и как влияло на условия существования тех или иных организмов – неизвестно.
«Великое Пермское вымирание» (253 – 251 миллиона лет назад, конец Палеозойской эры) – самое массовое вымирание в истории планеты. В результате его исчезло 57% видов всех семейств, 83% всех родов, более 90% морских видов. Примечательно, что по геологическим меркам, катастрофа произошла почти мгновенно – за менее чем за 200 тысяч лет. Пермское вымирание признается крупнейшей биосферной катастрофой в истории Земли, в результате которой все экологические связи были разрушены. На восстановление всего биоразнообразия наземных организмов потребовалось до 50 миллионов лет, а морских – до 100 миллионов. Причиной этого вымирания считаются массовые извержения вулканов в Сибири (там их тогда было много), выбросы огромного количества пепла и пыли в атмосферу Земли. Это, в свою очередь, повлекло за собой резкое уменьшение достигающей поверхности Земли солнечной радиации, падению температуры и другие последствия. Сейчас существует такой термин – «ядерная зима», которая неизбежно наступит после массового применения ядерного оружия. Вот такая «зима» и случилась в период Пермского вымирания безо всякого оружия.
Триасовое вымирание (208 – 200 миллионов лет назад, Мезозойская эра). В результате на Земле вымерло 23% всех семейств и 48% всех родов. Некоторые ученые считают, что этот катаклизм освободил экологическую нишу для динозавров. Сколько-нибудь внятных объяснений причин этого явления не существует. Более того, некоторые ученые считают, что никаких глобальных катастроф в это время не было, а вымирание происходило постепенно и было связано с естественными эволюционными процессами, когда одни виды уступали в конкурентной борьбе зарождавшемуся новому и сходили со сцены истории.
И, наконец, самое известное Мел-палеогеновое вымирание (66,5 миллионов лет назад, Кайнозойская эра). Это последнее массовое вымирание, уничтожившее 17 % всех семейств и 39-47 % всех родов, 68-75 % всех видов, в том числе и динозавров. Последнее делает его самым известным, хотя по последствиям оно стоит на последнем месте в «большой пятерке». Считается, что причиной этой катастрофы послужило столкновение Земли с огромным метеоритом размером порядка 10 километров. Его след – кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан. Далее все пошло по уже описанной схеме. Выброс огромного количества пыли в атмосферу, глобальное похолодание, гибель тропических лесов, которые тогда покрывали практически всю территорию суши, сокращение кормовой базы для травоядных ящеров, их гибель, затем, из-за отсутствия кормовой базы для плотоядных динозавров – гибель последних. А вот мелкие млекопитающие выжили. Эволюционировали. И мы с вами получились в конце концов.
19 век
Развивали полученные в 18 веке технологии, строили обсерватории, в том числе в южном полушарии. Начали изучать звезды не только визуально, но и фотометрически. С помощью инфракрасного излучения и полученных спектров, определяли, из чего состоит Солнце и другие звезды. Потом этим исследованиям помог спектральный анализ.
Именно в 19 веке ученые поняли, что невозможно охватить всю астрономию в одиночку. Появлялись подотрасли. Например, отделились исследователи метеоров.
Просчитали и определили все 9 планет солнечной системы, а также пояс астероидов на месте планеты, которая должна быть там по расчетам, но почему-то отсутствовала в реальности.
И астрономы начали пользоваться фотографиями. Теперь можно было зафиксировать не только памятное событие, но и звезду, спутник или любое другое событие. Фотографии позволяли использовать одно наблюдение тысячам ученых.
Из любопытных открытий 19 века еще нужно сказать, что впервые зафиксировали часовые пояса на всей планете. А еще астрономия перешла из обсерваторий в тетради – появилась астрофизика.
Еще в период Возрождения астрономы многие теории рассчитывали на бумаге и потом подтверждали или опровергали наблюдениями. Но посмотрите во что это превратилось сейчас – компьютер сам фотографирует рассчитанные места космоса, а люди и вовсе не вылезают из-за своих ноутбуков.
Аристарх Самосский
Крупнейший древнегреческий астроном и философ Аристарх Самосский (310—250 гг. до н. э.) родился на острове Самос в Эгейском море. Одним из первых он использовал геометрические вычисления для определения размеров Солнца и Луны и нахождения отношений между их размерами и орбитами, по которым эти светила движутся. Правда, он допустил немало ошибок, и в результате диаметр Солнца у него получился всего в шесть раз больше земного, а Луны — в три раза меньше.
Аристарх считал, что Солнце находится в центре нашей планетной системы, несмотря на то что современники просто смеялись над этой идеей и обвиняли ученого в оскорблении богов. Смену дня и ночи на Земле он объяснял абсолютно верно — вращением Земли вокруг своей оси, а Луну называл спутником Земли.
Гипотеза Жоржа Бюффона
Французский учёный Жорж Бюффон предположил, что наша Земля была образована в результате катастрофы. Некогда в Солнце врезалась огромная комета, в результате чего разлетелись многочисленные брызги. Впоследствии эти брызги стали остывать, и из самых крупных образовались планеты, в том числе и Земля.
Рис. 1
Рис. 2. Гипотеза возникновения Солнечной системы
Жорж Бюффон родился в семье богатого помещика и был старшим из 5 его детей. Трое его братьев достигли в церковной иерархии высокого положения. Жоржа в 10 лет отдали учиться в колледж, но учился он с неохотой. И интересовался только математикой. В этот период Бюффон перевел труды Ньютона. Позже он был назначен интендантом королевского сада и занимал этот пост в течение 50 лет, до самой своей смерти.
Клавдий Птолемей
Клавдий Птолемей (ок. 100 – ок. 170) — позднеэллинистический астроном, математик, механик, оптик и географ. Жил и работал в Александрии Египетской, где проводил астрономические наблюдения.
Его главный труд — «Великое математическое построение», или «Альмагест» на целое тысячелетие стал «библией» для астрономов и математиков. Книга также содержала каталог звёздного неба. Список из 48 созвездий не покрывал полностью небесной сферы: там были только те звёзды, которые Птолемей мог видеть, находясь в Александрии. Система Птолемея была практически общепринятой в западном и арабском мире — до создания гелиоцентрической системы Николая Коперника.
В своей книге Птолемей изложил собрание астрономических знаний древней Греции и Вавилона, сформулировав весьма сложную геоцентрическую модель мира, получившую известность как «система Птолемея».
Удивительно: система Птолемея не имела ничего общего с тем, что на самом деле существует в природе, однако с ее помощью можно было довольно точно предсказывать движение небесных тел, время наступления солнечных и лунных затмений и одновременного появления всех планет на земном небе.
Гелиоцентрический переворот Коперника
Ещё по этой теме
Церковь, наука и образование
На протяжении долгого времени в европейской астрономии не сдавал позиций геоцентризм. Однако в XVI веке Николай Коперник поместил в центр мира Солнце, вокруг которого вращались планеты, включая Землю, и указал на то, что Земля вращается вокруг своей оси.
Гелиоцентрический проект существовал ещё в античности (см. выше), но большого развития не получил. Заявление Коперника вышло куда более громким. В 1543 году он выпустил книгу «О вращениях небесных сфер». При этом всю Вселенную Коперник сводил до неподвижных звезд вокруг, опираясь на теорию о сферах.
Тем не менее, его система преодолела разрыв между представлениями о «дольнем» и «горнем» мире, сделав Землю одной из планет в пространстве, где нет верха и низа.
Интересные факты
На планете Меркурий наблюдается интересный феномен, известный как эффект Иисуса Навина. Дело в том, что вблизи перигелия скорость вращения планеты вокруг звезды возрастает настолько сильно, что становится больше скорости вращения Меркурия вокруг собственной оси. В этот период времени наблюдателю на планете будет казаться, что Солнце пошло по небосводу в обратном направлении. Можно даже увидеть, как оно сначала восходит в одной точке, а потом там же и заходит. Название эффекта связано с тем, что в Библии Иисус Навин смог остановить движение Солнца.
Наблюдения за Солнечной системой сыграли огромную роль в развитии физики. Именно благодаря им Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения и создал всю классическую механику, которую и называют ньютоновской. Однако в 1859 г. было замечено, что фактическая орбита Меркурия отклоняется от теоретической, построенной с помощью классической механики. В результате это подтолкнуло физиков к созданию принципиально другой теории гравитации, известной сегодня как общая теория относительности.
В июле 1994 году астрономы впервые в истории наблюдали столкновение двух тел солнечной системы. Комета Шумейкеров – Леви 9 упала на Юпитер. Комета представляла собой 21 фрагмент, диаметр каждого из них составлял около 2 км. В результате столкновения выделилась энергия, оцениваемая в 6 триллионов тонн в тротиловом эквиваленте.
6 из 8 планет вращаются вокруг своей оси в том же направлении, что и вокруг Солнца. Исключение – Венера и Уран. Венера вращается в противоположном направлении, а ось Урана почти лежит в плоскости эклиптики. В результате каждый полюс Урана освещается Солнцем в течение 42 лет, после чего погружается в темноту на следующие 42 года.
В 1921 г. У Сатурна неожиданно исчезли его кольца. В прессе появились опасения, что некоторые частицы этих колец летят на Землю. На самом же деле кольца просто повернулись ребром к Земле, а потому их не было видно.
Астрономия в древнем мире
Звучит как тема доклада, нет? Или школьной презентации. В древности наука была не слишком абстрактна. Люди видели, что есть смена дня и ночи, смена фаз луны, влияние луны на Землю, времена года.
Обыденные для нас вещи, которые тоже надо было заметить, осознать и привести к общему пониманию. Люди обозначили день, ночь, сутки, месяц и год
Примерно, конечно, но это было важно для развития науки дальше
В то же время зародилась астрология. Смотрите, что случилось. Человек наблюдает за небом. На нем есть звезды, которые из ночи в ночь неподвижны или предсказуемо меняют свое положение. И появляются новые тела.
Одни «звезды» ходят по небу не так, как другие. Иные – появляются и исчезают. Почему же древние боги решили сделать часть звезд постоянными, а часть – переменными? Наверное, эта комета о чем-то нас предупреждает. До сих пор кометы для многих – предвестник то беды, то небывалого счастья.
До телескопа было далеко, но простые измерительные приборы, используемые и геодезистами, люди использовали. Тогда изобрели солнечные часы и другие способы измерять время и дни.
Астрономические открытия есть у каждой древней цивилизации, от Китая и до Египта. В основном приходили к одним выводам примерно в одно время, так что выделить кого-то сложно.
Ну максимум вавилонян, они придумали 7-дневную неделю, мы ей до сих пор пользуемся. Длина года разнилась и не соответствовала современной, хотя многие пришли к относительно верной цифре, например китайцы и египтяне.
Мир как тело
Это может быть интересно
Астрономию пообещали вернуть в школьную программу
Древний человек познавал мир с помощью своего тела, измерял расстояния шагами и локтями, много работал руками. Это нашло отражение в олицетворении природы (гром — результат ударов божьего молота, ветер — божество дует). Мир тоже ассоциировался с большим телом.
Например, в скандинавской мифологии мир был создан из тела великана Имира, глаза которого стали водоёмами, а волосы — лесами. В индуистской мифологии эту функцию взял на себя Пуруша, в китайской — Паньгу. Во всех случаях устройство видимого мира связывается с телом антропоморфного существа, великого предка или божества, приносящего себя в жертву, чтобы мир появился. Сам человек при этом — микрокосм, вселенная в миниатюре.
Будущее Cолнечной системы
По последним научным данным, Солнечная система является стабильной системой. То есть больших изменений в ближайшее время не стоит ждать. Самые большие изменения будут происходить с изменением состояния Солнца.
Другими словами, не будет претерпевать экстремальных изменений до тех пор, пока Солнце не израсходует запасы водородного топлива. Этот рубеж положит начало переходу Солнца в фазу красного гиганта.
Спустя 1 миллиард лет из-за увеличения солнечного излучения околозвёздная обитаемая зона Солнечной системы будет смещена за пределы современной земной орбиты.
В настоящее время
Солнечная система и ее происхождение изучаются во многих известных институтах мира.
Проходящие ежегодно международные конгрессы включают в программу обязательное обсуждение этого вопроса, а в дискуссиях уже неоднократно принимали участие ведущие российские специалисты из Геофизического института при Академии наук
Углубленным исследованиям по теме «Солнечная система и ее происхождение» отводится важное место, а средства для их проведения выделяются из государственного бюджета
Галилео Галилей
Галилео Галилей — известный итальянский математик, физик и астроном, оказавший значительное влияние на науку своего времени. Он родился 15 февраля 1564 году в Пизе и умер 8 января 1642 году во Флоренции. Им были открыты законы движения маятника, созданы гидравлические весы и изобретен газовый термометр.
В 1609 году Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Труба давала приблизительно трёхкратное увеличение. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза. Сам термин телескоп ввёл в науку именно Галилей. Первые телескопические наблюдения небесных тел Галилей провёл 7 января 1610 года. Эти наблюдения показали, что Луна, подобно Земле, имеет сложный рельеф, а ее пепельный свет Галилей объяснил как результат попадания на наш естественный спутник солнечного света, отражённого Землёй.
Галилей открыл пятна на Солнце, исследовал планеты Солнечной системы, рассчитал период вращения этой звезды и сделал вывод, что звезды расположены очень далеко от нашей планеты. Ему принадлежит утверждение, что Вселенная бесконечна. Ученому-астроному удалось доказать, что Млечный Путь не является облаком, а массой звезд.
Галилео был ревностным приверженцем теории Коперника, что стало причиной конфликта между Галилеем и церковью. Галилей был привлечен к суду и будучи в безвыходном положении, он был вынужден публично отказаться от своих убеждений. Случилось это в 1632 году. Будучи под домашним арестом, Галилей продолжал свою работу с учениками, хотя и был наполовину слеп.
