Nasze ciało składa się z dwudziestu siedmiu pierwiastków chemicznych; spośród nich tylko jeden wodór powstał podczas narodzin wszechświata. Pozostałe dwadzieścia sześć urodziło się w trzewiach masywnych gwiazd, które ewoluowały i umierały w ciągu następnych miliardów lat. Jak w nas i w otaczającym nas świecie wcieliły się popioły wymarłych gwiazd?
Gra przeciwko wszystkim
Wyobraź sobie, że co tydzień kupujesz los na loterię i wielokrotnie zdobywasz główną nagrodę.
Czy nie jest prawdą, że wydaje się to absolutnie niemożliwe? Ale w rzeczywistości fakt, że czytasz te wiersze, jest nie mniej dziwny i zaskakujący. Faktem jest, że wszystko, co wydaje się nam tak znajome i oczywiste, jest wynikiem absolutnie niewiarygodnego, jeśli nie prawie nienaturalnego, zbiegów okoliczności. Coś w rodzaju hollywoodzkiego filmu akcji, w którym w całkowitej sprzeczności z logiką i zdrowym rozsądkiem bohater w pojedynkę pokonuje kolejne armie złoczyńców.
Bez względu na to, jak fantastyczny może się wydawać ten dialog, istnienie świata, w tym naszej Galaktyki, jest dalekie od oczywistości. W miarę rozwoju wiedzy staje się jasne, że aby Wszechświat stał się takim, jakim go znamy, potrzebne jest niezwykle dokładne, precyzyjne dostosowanie całego zestawu praw fizycznych, parametrów i warunków początkowych. Cytując australijskiego fizyka i astrobiologa Paula Davisa: „Jakby ktoś z największą precyzją zebrał liczby Natury, aby stworzyć Wszechświat”.
Czy mogło się to zdarzyć „samo” przez przypadek?
Wiarę w przypadek odziedziczyliśmy z XIX wieku. W tamtym czasie naukowcy wierzyli, że wszechświat jest wieczny i nieskończony. Dlatego jest w nim miejsce na każdą ciekawość i najbardziej niesamowity wypadek; aw niektórych zakamarkach inteligentne życie mogło się spontanicznie pojawić.
Według współczesnej kosmologii nasz Wszechświat, wbrew wszystkim znanym prawom fizyki, narodził się z maleńkiego skrzepu wielkości arbuza. Początkiem wszystkiego był Wielki Wybuch, który nie pozostawił żadnego kamienia na wiecznym i niezmiennym wszechświecie. Pozostała po niej wiara w przypadek, która szczęśliwie przetrwała do dziś. Czy to przekonanie jest oparte na faktach?
„Ojciec” terminu „Wielki Wybuch” astrofizyk A. F. Hoyle odpowiedział na to jednoznacznie - nie opiera się: „Rozłóż części dużego samolotu na ziemi i czekaj na huragan. Prawdopodobieństwo spontanicznego pojawienia się żywej komórki jest takie samo, jak prawdopodobieństwo pozostawienia przez huragan samolotu gotowego do startu”.
Faktem jest, że nasz Wszechświat jest jak samolot pasażerski - efekt najdokładniejszego „złożenia” idealnie dopasowanych elementów. „Precyzyjnie obliczona” równowaga sił decyduje o tym, jak rozkłada się w niej substancja, a nawet niewielkie odchylenia mogą być śmiertelne.
Na przykład stała kosmologiczna (stała), która określa stosunek sił przyciągania i odpychania, musi być bardzo precyzyjnie zbilansowana, aby zapewnić stałą ekspansję wszechświata. Gdyby ta równowaga została nieznacznie przesunięta w jedną stronę, nie byłoby oddzielnych gwiazd we Wszechświecie, a galaktyk na drugą. Szanse, że tak delikatna równowaga mogła zostać zachowana przez przypadek, są absurdalnie małe: co najmniej 1 na 10 do pięćdziesiątej trzeciej potęgi.
Aby Wszechświat stał się „gościnny” na całe życie, potrzebne jest coś absolutnie niewiarygodnego: „jedyne poprawne” wartości wszystkich stałych i sił muszą być spełnione jednocześnie. To jak drzwi do sejfu, zamykane wieloma zamkami cyfrowymi: możesz je otworzyć tylko poprzez wprowadzenie odpowiedniej kombinacji cyfr do każdego z zamków jednocześnie.
Lista „niesamowitych zbiegów okoliczności” w eposie o Ziemi jest daleka od zakończenia. Samo położenie Układu Słonecznego okazało się niezwykle udane, gdyż dalej od centrum Galaktyki nie ma ciężkich pierwiastków tworzących planety „podobne do Ziemi”, a bliżej - warunki są wyjątkowo nieprzyjazne. Wymiary i odległości układu Słońce-Ziemia-Księżyc są idealnie dopasowane. Ziemia obraca się po prawie kołowej orbicie w odległości 150 milionów km od Słońca; dlatego też istnieje umiarkowany reżim temperaturowy, w którym większość wody ma postać płynną.
Nasz niezwykle duży satelita, Księżyc, wnosi niezastąpiony wkład w rozwój życia. Księżycowa grawitacja stabilizuje oś obrotu naszej planety, a tym samym utrzymuje korzystny klimat dla życia przy zmianach pór roku i deszczach, które przenikają do suchych regionów. Ponadto przyciąganie Księżyca powoduje przypływy, które zapewniają impuls prądom oceanicznym. Regulują klimat, cyrkulując ogromne ilości ciepła, a ponadto mieszając składniki odżywcze z lądu w oceanach.
Czy to przypadkowy prezent?
Oprócz tych niezwykłych właściwości, na naszej planecie jest coś, czego nie można znaleźć nigdzie na rozległych obszarach Kosmosu: wysoko rozwinięte życie i cywilizacja. Co sprawiło, że Ziemia jest tak wyjątkowa?
Faktem jest, że prawa fizyki i chemii rządzące Kosmosem wydają się omijać naszą planetę. Zgodnie z tymi prawami temperatura na powierzchni ziemi powinna wynosić około 300 stopni, ciśnienie - 60 atm.; główny gaz naszej atmosfery, azot, musi zostać utleniony i rozpuszczony w wodach oceanu, a tlen nie może pojawić się w wymaganej ilości.
Jednak jest to utrudnione przez biosferę. Istnieje od setek milionów lat i nieustannie „popycha” naszą planetę do rozwoju wbrew prawom przyrody nieożywionej. Dlatego pomimo zmian wielu czynników „zewnętrznych” (m.in. znaczny wzrost aktywności słonecznej) temperatura powierzchni ziemi i oceanów, zawartość soli w ich wodach, a także skład atmosfery pozostają w wąskich granicach sprzyjających dalszemu rozwojowi życia. Właściwie to samo dzieje się w życiu codziennym - temperatura naszego ciała (37º) i jego skład pozostają niezmienione, czy dookoła szaleje zamieć śnieżna, czy słońce gaśnie, czy jemy tylko ryż, czy też końskie mięso.
Aby utrzymać taki „nielegalny” stan, na naszej planecie wyłonił się system globalnych cykli materii i energii, który w swojej złożoności przypomina procesy zachodzące w wysoko rozwiniętym organizmie. Wiry pokrywają atmosferę, wodę i wiele kilometrów Ziemi. Żywa materia biosfery odgrywa tutaj niezwykle ważną rolę: „reguluje” lub równoważy tempo cykli cyrkulacji wody, tlenu i dwutlenku węgla.
Bez działania cykli rozwój życia byłby nie do pomyślenia. Dzięki cyklowi węgla w ziemskiej atmosferze udział dwutlenku węgla spadł z pierwotnych 98% do obecnych 0,03% i pozostaje na tym „anomalnym” poziomie (w porównaniu z „normalnymi” 95% na Marsie i 96,5% na Wenus). Oceany odgrywają przy tym rolę swego rodzaju bufora: zawierają prawie 60 razy więcej dwutlenku węgla niż atmosfera; są w stanie wchłonąć (lub uwolnić) ogromne ilości węgla i szybko usunąć jego nadmiar do osadu, który jest następnie „magazynowany” w stałej skorupie naszej planety. Gdy dwutlenek węgla został usunięty z atmosfery, został zastąpiony azotem, niezastąpionym składnikiem białka, oraz tlenem niezbędnym do wysoko rozwiniętego życia.
Aby „rozpocząć” obieg węgla, potrzebny jest mechanizm, który może wysłać znaczną część węgla do podziemnego „magazynu” i wydobyć go stamtąd w razie potrzeby. Ale i tutaj szczęście dosłownie podąża za nami.
Rozmiar, struktura wewnętrzna i skład naszej planety są niezwykle dobrze dostosowane do spełniania jej roli w rozwoju życia. W jądrze Ziemi znajduje się jądro, którego wewnętrzna stała część ma ogromną gęstość; zewnętrzna część jest w stanie stopionym. Powstające tam prądy wytwarzają pole magnetyczne, które chroni życie na planecie. Rdzeń otacza płaszcz, którego gorąca, lepka masa powoli się miesza. Wielkość Ziemi pozwala płaszczowi „płynąć”, a „precyzyjnie odmierzona”, niezbyt duża, ale niezbyt mała ilość pierwiastków promieniotwórczych dostarcza energii niezbędnej do utrzymania „niskiego ognia” płaszcza. Na tej wolno poruszającej się masie „unosi się” skorupa ziemska, składająca się z „płatów” o różnych kształtach i rozmiarach, które podlegają ruchom, unoszeniu się lub opadaniu. Jednocześnie nadmiar węgla osadzony w osadzie jest niezawodnie „magazynowany” w stałej powłoce naszej planety. Na przykład Alpy zostały zbudowane ze skał zawierających dwutlenek węgla „związany” w oceanie.
Ale stworzenie sprzyjających warunków nie gwarantuje jeszcze rozwoju życia. Nasza Ziemia to maleńkie ziarenko piasku w rozległym Kosmosie, gdzie niezwykle nieprzyjazne siły są niezgodne z regułami życia. Ale i tutaj szczęście nie opuściło naszej planety, zaopatrując ją w „czapkę” wielowarstwowej ochrony.
Wiatr słoneczny i pole magnetyczne Słońca odbijają niszczycielskie promienie kosmiczne z Ziemi, zdolne do zniszczenia wszelkiego życia. Ziemskie pole magnetyczne zapewnia dodatkową ochronę przed cząstkami kosmicznymi i słonecznymi oraz promieniami (w tym promieniami ultrafioletowymi). Gdyby Ziemia nie miała własnego pola magnetycznego, wiatr słoneczny pozbawiłby ją pokrywy wodnej, tak jak to się najprawdopodobniej zdarzyło na Marsie.
Na tym szczęście Ziemi się nie kończy. W jego ochronie uczestniczą inne planety Układu Słonecznego. Na przykład grawitacja Jowisza usunęła z pasa asteroid najbardziej niebezpieczne, duże ciała. I znowu szczęście: gdyby Jowisz powstał wcześniej, Ziemia otrzymałaby mniej węgla, a gdyby później lub miała znacznie mniejszą masę, to byłoby więcej asteroid, które mogłyby zakłócać rozwój życia na Ziemi.
Saturn i Jowisz chronią wewnętrzny Układ Słoneczny przed nadmiernym bombardowaniem przez galaktyczne komety. Jednocześnie obrona ta nie stała się zbyt „nudna”; bombardowania kometami zapewniają przepływ kosmicznej materii i energii na powierzchnię Ziemi we „właściwym” czasie i we „właściwym” miejscu, utrzymując cyrkulację na planecie. Ponadto z materii komet powstały złoża szeregu minerałów, bez których rozwój cywilizacji jest nie do pomyślenia.
Niesamowity wzór
Zgodnie z regułami statystyki prawdopodobieństwa zdarzeń niezwiązanych ze sobą są mnożone. Dlatego szansa na uzyskanie reszka w pierwszym rzucie monetą wynosi ½, w drugim - ½ × ½, aw trzecim - ½ × ½ × ½. Zwykłe prawdopodobieństwo wygrania przyzwoitej kwoty w loterii wynosi 1/1 000 000. Teraz wyobraźmy sobie, że wielokrotnie wygrywamy. Mało kto „kupi” naszą wersję losowego szczęścia. Podejrzenie padnie na obecność jakiegoś ukrytego czynnika, czegoś lub kogoś, za takim „super - szczęściem”.
Połączenie selekcji szans, które zapewniły rozwój życia na naszej planecie, nie pozostawia miejsca na wybór. Albo jest to cud, albo cały Kosmos, łącznie z Ziemią i wszystkim, co na niej żyje, jest pojedynczym połączonym systemem rozwijającym się w jednym kierunku.
Jednak aby cywilizacja mogła się rozwinąć na Ziemi, potrzebne są absolutnie niewiarygodne „zbiegi okoliczności”.