Стандартная модель происхождения Вселенной

В промежутке от 15 до 20 миллиардов лет назад с первоначальным состоянием Вселенной – будем называть его Сингулярностью – что-то произошло. Пространство и заполняющая его материя как бы вырвались из точки и стали расширяться. Такое явление иногда называют Первовзрывом, или большим Взрывом… То, что происходило до Сингулярности, непосредственно в ней и примерно вплоть до 10^-7 – 10^-5 с, относится – точнее, до недавних пор относилось! – к области более или менее свободного полета мысли. По истечении одной десятимиллионной доли секунды можно рисовать довольно конкретные картинки. Вещество очень высокой плотности находится в состоянии весьма горячего «супа» из кварков, лептонов и фотонов, которые движутся как частицы идеального газа со световыми скоростями.

Когда температура падает до 10¹² К, плотность вещества становится порядка той, которая характерна для атомных ядер и адронов. Вероятно, где-то на этом этапе и протекает образование адронов - кварки отходят друг от друга на предельно большие средние расстояния и поневоле сливаются в адронные структуры. Начиная с этого момента, можно определенно говорить о горячей смеси адронов, лептонов и фотонов, причем последние довольно долгое время играют основную роль.

Через 200 секунд после Первовзрыва температура падает до миллиарда градусов, средняя кинетическая энергия частиц уже невелика – ее не хватает для рождения лептонных пар, а тем более адронов. Теперь протоны и нейтроны могут объединиться в простейшие составные ядра дейтерия, не рискуя немедленно развалиться в слишком горячей среде. Начинается эра нуклеосинтеза.

Следующий структурный уровень появляется много позже – примерно через 700 тысяч лет после Первовзрыва. Температура падает настолько, что возможен синтез атомов водорода и гелия из соответствующих ядер и электронов. Фотоны уже не настолько энергичны, чтобы легко выбивать связанные электроны. Так разрывается связь между первичным излучением и веществом. У фотонов просто не хватает энергии на ионизацию атомов, с электрически же нейтральными объектами они не взаимодействуют. Поэтому фотоны начинают распространяться, практически, свободно – Вселенная становится как бы прозрачной для них.

Отсюда и берет начало так называемая эра доминирования вещества, которое пока выглядит как примитивная смесь водорода и гелия в пропорции примерно 7: 3. Первичное фотонное и, видимо, нейтронное излучение, постепенно охлаждаясь, превращается в реликты – живые памятники великим событиям первых мгновений.

Наступающую эру можно также назвать и космогонической – именно теперь гравитация формирует галактики и звезды.

По современным астрофизическим и геофизическим данным, Земля образовалась примерно 4, 6 млрд. лет назад.

К концу катархея – так называют эпоху первого миллиарда лет от образования Земли – жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, свободно проникающее к поверхности океана, вызывало в обогащенном химическими соединениями «бульоне» ускоренное зарождение сложных органических веществ. Дело дошло до образования аминокислот, и, вероятней всего, органика, характерная для конца этого периода, - не слишком редкое явление в космосе.

В архее – следующий миллиард лет в истории Земли – уже наблюдаются следы примитивной жизни. Самые древние находки связываются с одноклеточными сине-зелеными водорослями, способными к фотосинтезу в водной среде с высоким содержанием углекислоты. В результате выделяется кислород.

Примерно через миллиард лет после завершения архея, в середине следующего за ним протерозоя (около 1, 5 млрд. лет назад), происходит новый качественный сдвиг в развитии живых организмов. Появляются эукариоты – клетки с выраженной ядерной структурой, способные к окислительному метаболизму. Цианобактерии и сине-зеленые водоросли (прокариоты) успели к этому времени сильно переработать земную атмосферу – за счет их преимущественного бродильного метаболизма в атмосфере, стал накапливаться кислород, и вступление в эру эукариотов произошло, по-видимому, когда «газ жизни» достиг уровня 0, 5 – 1 процента относительно его современного содержания. Где-то полмиллиарда лет спустя эукариоты преодолевают микроскопический масштаб жизни, формируя многоклеточные организмы – нечто принципиально отличное от колоний прокариотов. Начинается эволюция собственно животного и растительного мира. 500-600 миллионов лет назад наша планета вступает в фанерозой (эпоху «явной жизни»), к концу которого появился человек.

Потупа А.С. Открытие вселенной – прошлое, настоящее, будущее. Мн., 1991. С. 271- 272, 336.