Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.

Космологическая эволюция

Материалы по биологии и химии / Концепции современного естествознания / Космологическая эволюция

Страница 1

Биологической эволюции предшествовала длительная предбиотическая эволюция, связанная с переходом от неорганической материи к органической, а затем к элементарным формам жизни. Началом предбиотической эволюции было постепенное возникновение органических молекул из неорганических. Предполагают, что по мере охлаждения Земли возникали все условия для образования сложных органических молекул из неорганических.

Отдельные эволюционные теории появились в конкретных науках еще в прошлом веке ( теория возникновения солнечной системы Канта- Лапласа и эволюционная теория Дарвина), тем не менее никакой глобальной эволюционной теории развития Вселенной до нашего века не существовало. Это и не удивительно, поскольку классическое естествознание ориентировалось преимущественно на изучение не динамики, а статики систем. Благодаря широкому распространению системных идей выдвигаются различные гипотезы и модели возникновения и эволюции Вселенной.Они усилено обсуждаются в рамках современной космологии как науке о Вселенной как едином целом.

Модели Вселенной строятся на основе тех теоретических представлений, которые существуют в данное время в космологии. Современная космология возникла после появления общей теории относительности и поэтому ее в отличие от прежней, классической, называют релятивистской. Новый этап развития был связан с исследованиями русского ученого А.А. Фридмана, которому удалось теоретически доказать, что Вселенная, заполненная тяготеющим веществом, не может быть стационарной, а должна периодически расширяться и сжиматься. Этот новый результат нашел свое подтверждение после обнаружения Хабблом красного смешения, которое было истолковано как явление «разбегания галактик». Общим является представление о нестационарном изотропном и однородном характере ее моделей. Нестационарность означает, что Вселенная не может находиться в статистическом, неизменном состоянии, а должна либо расширяться, либо сжиматься. Изотропность указывает на то, что во Вселенной не существует каких-либо выделенных точек и направлений, т. е. ее свойства не зависят от направления. Однородность характеризует распределение в среднем вещества во Вселенной.

Все ученые сходятся в том, что первоначально Вселенная находилась в условиях, которые трудно вообразить на Земле. Эти условия характеризуются наличием высокой температуры и давления в сингулярности, в которой была сосредоточена материя. Такое допущение вполне согласуется с установлением расширения Вселенной, которое и могло начаться с некоторого момента, когда она находилась в очень горячем состоянии и постепенно охлаждалась по мере расширения. Такая модель «горячей» Вселенной была выдвинута Г.А Гамовым и названа стандартной. Американский астроном Карл Саган построил наглядную модель эволюции Вселенной, в которой космический год равен 15 млрд. земных лет, а 1 секунда - 500 годам; тогда в земных единицах времени эволюция представится так:

Большой взрыв - 1 января

Образование галактик - 10 января

Образование Солнечной системы - 9 сентября

Образование Земли - 14 сентября

Возникновение жизни на Земле - 25 сентября

Океанский планктон - 18 декабря

Первые рыбы - 19 декабря

Первые динозавры - 24 декабря

Первые млекопитающие - 26 декабря

Первые птицы - 27 декабря

Первые приматы - 29 декабря

Первые гоминиды - 30 декабря

Первые люди - 31 декабря.

Большой взрыв произошел примерно 15-20млрд. лет назад и сопровождался сначала быстрым, а потом более умеренным расширением и соответственно постепенным охлаждением. По степени этого расширения ученые судят о состоянии материи на разных стадиях ее эволюции. В момент, когда возникли нейтральные атомы водорода и гелия, вещество сделалось прозрачным для фотонов, и они стали излучаться в моровое пространство. В настоящее время такой остаточный процесс наблюдается в виде реликтового излучения.

По мере расширения и охлаждения во Вселенной происходили процессы разрушения существовавших раньше симметрий и возникновения на этой основе новых структур.

Формирование Вселенной, согласно стандартной модели, представляется следующим образом. Когда температура Вселенной после взрыва упала до 6 млрд. градусов по Кельвину, первые 8 секунд после взрыва там существовала в основном смесь электронов и позитронов. Пока эта смесь находилась в тепловом равновесии, количество частиц разного рода оставалось приблизительно одинаковым. Между частицами происходили непрерывные столкновения, в результате чего возникали пары фотонов, а из столкновения последних электрон и позитрон. На этой стадии происходило непрерывное превращение вещества в излучение и наоборот, излучение в вещество. Вследствие этого между веществом и излучением сохранялась симметрия.

На предбиотической стадии эволюции до возникновения первых живых клеток, как показывают современные исследования, существовали материальные системы, обладавшие способностью к самовоспроизведению, метаболизму и развитию через мутации и конкуренцию с другими системами для отбора. Эти фундаментальные свойства, характеризующие жизнь, возникли из самоорганизации структур.