Эволюция в космосе

Эволюция в космосе

Переход из статической стадии в кинематическую или даже динамическую стадию многие науки осуществили лишь в последние два столетия. Космология даже лишь в нашем столетии стала наукой. Правильные мысли о строении мира высказывались, правда, уже в древности. Так, Эратосфен (290–215) высчитал охват Земли, а Аристарх Самосский (310–230) набросал даже гелиоцентрическую систему мира. Однако опытный базис, на который могла бы опираться эта гениальная система, отсутствовал.

Лишь с началом Нового времени, благодаря Копернику, Тихо, Кеплеру, Галилею и Ньютону, теории и наблюдения были объеденены в удовлетворительную картину. Знания астрономов распространялись постепенно на всё большие расстояния, на другие солнца, млечнный путь, спиралевидные туманности, скопления галлактик… Самые далёкие из открытых объектов (квазары), в соответствии с критерием красного смещения, удалены более, чем на десять миллиардов световых лет.

Возможность создавать теории о мега-мире появилась прежде всего благодаря Эйнштейновской общей теории относительности (1916) и открытию разбегания туманностей Хабблом (1924/1929). С тех пор не только философы, но также учёные дискутируют о конечности и бесконечности мира, о распределении материи в пространстве, о возрасте космоса(38).

Тем самым развивалась также космогония, относительно вопросов возникновения и истории мира. Мы можем сегодня предположить, "что основные черты универсума, который нам известен, есть результат эволюционного развития, который должен был начаться несколько миллиардов лет назад" (Gamow,1970,18). Тем самым время включается в сферу рассмотрения. Космогония есть кинематическое развитие космологиии. Она рассматривает образ космоса как фунцию времени, в то время как космология описывает мир только в одном временном пункте. Поэтому в космогонии имеется большое пространство для спекуляций. Об этом свидетельствует впечатляющее многообразие мифов в различных культурах. Также и в научных попытках объяснения работают с различными гипотезами. (Например, Дирак, Джордан, Дике полагали, что гравитационная «константа» зависит от времени и постепенно уменьшается).

Трудности в таких теориях очевидны.

Во-первых, мы не можем ставить эксперименты в космологии.

Во-вторых, у нас нет многих миров для сравнения, а только один, наш мир.

В-третьих, временное пространство, которое мы схватываем в нашем наблюдении, изчезающе мало по сравнению с миллиардами лет, которые предположительно составляют возраст космоса; мы обладаем, так сказать, только моментальным восприятием космоса.

Правда, мы видим каждый астрономический объект таким, каким он был ко времени эмиссии света, так как свету из-за его конечной скорости приходится преодолевать разное пространство, соответственно удалённости звезды или галактики, пока он достигнет Земли. Это значит, что "моментальное восприятие" каждого объекта оказывается в другом моменте. Этим способом мы можем вглядываться в прошлое универсума.

Две таких трудности существуют для нас также в астрофизике, науке о строении галактик и звёзд. Но здесь мы имеем, по меньшей мере, не один экземпляр, а много и напрашивается мысль, что эти экземпляры представляют собой различные стадии развития галактики или звезды. Имеются гипотезы о развитии галактик (Baade 1944/1960; Burbidge et al. 1957) и, начиная с работ Эддингтона 1926 г о внутреннем строении звёзд, теория их развития(39).

Сообразно с ней, неподвижные звёзды вовсе не так неизменны, как можно заключить из их названия. Имеются молодые звёзды (белые гиганты) и старые звёзды (красные гиганты); мы сопереживаем даже рождение звёзд и находим «мёртвые» звёзды (белые карлики, нейтронные звёзды, планеты). Правда, развитие таких звёзд происходит так медленно, что от момента образования звезды фактически невозможно наблюдать, как она развивается.

Ход развития звезды связан с историей её спутников, небесных тел, которые её сопровождают Можно предположить, что большинство неподвижных звёзд имеют такие спутники. Но так как они расположены далеко от нас, не излучают сами, мы едва ли можем их наблюдать.

Также и планетные системы несомненно претерпевают развитие. Самые ранние серьёзные попытки охарактеризовать это развитие принадлежат Бюффону 1749, Канту 1755 и Лапласу 1796. Однако убедительная теория была создана лишь Вайцзекером в 1943 и после него Тер Хааром, Кхандразекхаром и Куипером. Теория Вайцзекера объясняет не только возникновение планетной системы из газового образования, но также величину, плотность и взаимосвязь планет и их расстояние от солнца. Известно, что образование планетной системы занимает около десяти миллионов лет. Магнитогидродинамика (физика плазмы) и теория образования звёзд внесли существенный вклад в эту дискуссию. Согласно этим теориям, нет сомнений, что идея развития распространяется также на на планетные системы.

Это относится к нашей Земле и её спутнику — Луне. Для исследования истории Земли в нашем распоряжении находятся данные, которых мы, например, не имеем по отношению к спиралевидным туманностям и звёздам (см. стр. 59, третья трудность космогонии). Нам известно не только теперешнее состояние нашей планеты, геология находит свидетельства и данные, дошедшие до нас из предшествующих миллионов лет. Так, например, возраст Земли, горных пород, морей или системы Земля-Луна определяются с помощью многих, независимых друг от друга методов (табл. 3).

Табл. 3 Геологические и астрономические методы определения возраста

Но не только возраст, можно реконструировать также историю Земли, по меньшей мере, земной поверхности (коры) или атмосферной оболочки. Так, сегодня доказано, что континенты образовывали первоначально всаимосвязанный блок, который распался вследствие расширения Земли, извержения масс лавы или вследствие каких-либо других сил(40). Можно охарактеризовать также происхождение, развитие и взаимодействие горных пород, морей и атмосферы.

Эти проблемы теснно взаимосвязаны с проблемой происхождения жизни(41). Из палеонтологических исследований вытекает, что живые организмы существуют на Земле, по меньшей мере, три миллиарда лет. Относительно быстро после образования земной коры, 4,5 млрд. лет назад должны были возникать предступени жизни. Тогда господствовали совершенно иные тепловые, атмосферные и геологические связи, нежели сегодня. Относительно взаимосвязей пра-атмосферы и пра-моря и о об энергетических источниках этого времени мы имеем теперь хорошую информацию.

Эти условия можно имитировать экспериментально. Удивительным образом затем довольно легко оказалось изготовить важнейшие биохимические составляющие (аминокислоты, сахар и др) и синтезировать их в белок и нуклеиновые кислоты. Эти эксперименты опирались на ту предпосылку, что абиотический синтез важнейших органических связей в условиях пра-атмосферы должен осуществляться с необходимостью. Такие макромолекулы, растворённые в "первичном бульоне", могли затем составлять различные комбинации друг с другом и «запустить» процесс биологической эволюции. Биологической эволюции посвящена особая глава.