През юли 2021 г. светът стана свидетел на първия туристически космически полет – мисия, която сякаш дава началото на „достъпния“ космически туризъм и на напълно нов етап от развитието на цивилизацията ни.

Как обаче човечеството е стигнало дотук и познаваме ли достатъчно добре историята на планетата ни?

Красивото издание на  „МАЛКА книга за ГОЛЯМАТА история” от изтъкнатите учени Иън Крофтън и Джереми Блек разказва вдъхновяващата история на Земята, живота и вселената, като представя ключовите факти и идеи от астрономията, физиката, биологията и политиката, променили света. 

В тази своеобразна енциклопедия читателите ще открият на достъпен и увлекателен език отговори на въпросите как се е появила Вселената, как са се образували звездите и планетите, защо на нашата планета има точните условия за появата на живот, както и как действат живите същества, как са еволюирали и как накрая всичко това води до нас – съвременните хора.

В 272 страници авторите обхващат различни аспекти от човешката история – от раждането на древните империи, през Ренесанса и Просвещението, възходът на национализма и нациите, възхода на Запада, Студената война и екологичните кризи, пред които сме изправени днес по пътя на техническия възход.

„МАЛКА книга за ГОЛЯМАТА история” е красива и кратка енциклопедия, в която светът се разгръща пред очите ни със своите малки и големи революции, възходи и падения, съпътствали линията на човешкото време. И напомня, че човешкият живот е само мъничка частица от необятните пътища на Вселената. 

Иън Крофтън е бивш главен редактор на енциклопедията „Гинес“, автор е на множество книги, сред които издадените у нас „Науката без досадните подробности“, „Изчезналите“ и „Големите идеи накратко. 200 концепции, променили света“. Джереми Блек е водещ британски историк, добре познат у нас с мащабния си труд „Военното дело 1660 – 1975“, както и с „Войната. Кратка история“ и „История на Британските острови“.

Представяме ви откъс:

В началото

Преди появата на съвременната наука е имало най-различни вярвания за възрастта на Земята и на Вселената. Някои християни вярват, че Бог е създал и двете преди някакви си 6000 години. В древните индуистки текстове обаче се говори за безкраен цикъл на съзидание и унищожение.

Към края на 18-и век геолозите започнали да осъзнават, че Земята трябва да е много по-древна, отколкото се е вярвало (поне в Европа) и вероятно е на милиони, ако не и на милиарди години. В началото на 20-и век вече има научен консенсус, че самата Вселена е вечна и е в „стабилно състояние“. Звездите могат да се раждат и да умират, но измеренията на Вселената били фиксирани и не се променят.

Пролука в бронята на тази теория е открита през 20-те години на 20-и век, когато американският астроном Едуин Хъбъл наблюдавал, че колкото по-голямо е разстоянието до дадена галактика, толкова по-бързо тя се отдалечава. Той заключава, че Вселената се разширява и че това разширяване е започнало с огромна експлозия, която става известна като Големия взрив.

Споровете между защитниците на стабилното състояние и тези на Големия взрив продължавали. После през 1964 г. двама радиоастрономи, работещи в Ню Джърси, Арно Пензиас и Робърт Уилсън, забелязали, че чувствителният им микровълнов приемник страда от постоянни интерференции, идващи еднакво от всички посоки с дължина на вълната, представляваща температура от 2,7° над абсолютната нула. Отначало те мислели, че явлението може да се дължи на близостта на Ню Йорк или от гълъбите, които цвъкали върху апаратурата. Накрая обаче осъзнали, че приемникът улавя ехото от Големия взрив. Ако настройвате радиото си, част от „белия шум“, който чувате между станциите, е същото това ехо от началото на времето.

Космолозите вече са съставили таблица на времето, в която Големият взрив е поставен през 13,8 милиарда години в една точка, сингулярност, чиято плътност и температура са безкрайни. Щом започва разширяването, то е с невъобразима скорост. Между 10-36 и 10-32 секунди по-късно обемът на Вселената се разширява поне 1078 пъти. (10-36 e 1, разделено 36 пъти на десет. 1078 е 1, умножено 78 пъти по 10.) На този етап единствената материя са елементарни частици като кварки и глуони. След около 10-6 секунди разширяването се забавя и температурата спада, а кварките и глуоните се сливат и образуват протони и неутрони. Няколко минути по-късно температурата е спаднала още до около 1 милиард градуса, а протоните и неутроните се комбинират в ядра деутерий и хелий, макар че повечето протони остават неприкрепени като в ядрото на водорода. Накрая положително заредените ядра привличат отрицателно заредените електрони и се образуват първите атоми. Тези прости атоми щели да станат градивни елементи на звездите.

„Защо Вселената въобще си прави труда да съществува?“

Стивън Хокинг, „Кратка история на времето“ (1988 г.)

Раждането и смъртта на звездите

С разширяването на младата Вселена материята се разпределя равномерно в пространството. Но когато се появяват дребни несъразмерности в плътността, гравитацията започва да играе роля, като по-плътните райони започват да привличат все повече и повече материя. Така се образуват облаци от газ, предимно водород и хелий. Тези т.нар. мъглявини са там, където се раждат звездите, и продължават да са пак там.

По-плътните области в една мъглявина могат да започват да се сриват под самата си тежест заради гравитацията и могат да станат толкова плътни и горещи, че да започне термоядрен синтез – реакция, при която водородът се превръща в хелий и се отделят големи количества топлина и светлина. Този процес кара звездите, включително и Слънцето, да светят толкова ярко.
Точно както гравитацията привлича една към друга по-плътните области с газ, за да образува звезди, така тя събира и звездите, за да се образуват галактики. Нашата галактика, Млечният път, съдържа 100 – 400 милиарда звезди, а диаметърът ѝ е около 100 000 светлинни години – иначе казано, пътуващата със скорост от 300 000 км/сек светлина ще я прекоси за 100 000 години. Нашето Слънце се намира на един от спиралните ръкави на нашата галактика на около 300 000 светлинни години от центъра. Най-близката до Слънцето звезда е Проксима Кентавър на едва 4,24 светлинни години. Млечният път е само една от поне 100 милиарда галактики във Вселената. Размерът на Вселената е обект на догадки, но ние можем да наблюдаваме диаметър от 93 милиарда години.

„Чудото не е, че звездното поле е толкова  обширно, а че човекът го е измерил.“

Анатол Франс, „Градината на Епикур“ (1894 г.)

Звездите с различни размери могат да преминат през определена поредица от събития в живота си. Близките по размер до Слънцето горят с около 6000° на повърхността (ядрото е много по-горещо) в продължение на поне 10 милиарда години, преди да изтощят запасите си от водород. В този етап ядрото се свива, температурата се повишава до 100 милиона градуса и започва водороден синтез. Звездата се разширява до червен гигант, става около 100 пъти по-голяма от младостта си, преди да се свие до бяло джудже, 100 пъти по-малко от оригинала. 

Животът на по-големите звезди е по-кратък. Звезда колкото десет слънца ще се  превърне в червен гигант след само 20 милиона години. С повишаването на температурата звездата започва да синтезира все по-тежки и по-тежки елементи, като при около 700 милиона градуса се образува желязото. Това е процесът на произхода на много от елементите, които съставят планети като Земята – не само желязо, но също така въглерод, кислород и силиций. В този момент звездата избухва в огромна експлозия, наречена супернова – бързо разширяващ се облак от газ и прах. В центъра му е обект, наречен неутронна звезда, с диаметър едва между 10 и 20 километра, но тя е толкова плътна, че един кубичен сантиметър от материята ѝ тежи 250 милиона тона. Още по-големите звезди могат да завършат живота си като черна дупка, толкова плътна област от пространството, че дори светлината не може да се измъкне от невероятното гравитационно привличане. В центъра на нашата собствена галактика може да има супермасивна черна дупка.

Обитаемата зона

Слънчевата система – Слънцето и неговите планети – се е образувала преди около 4,6 милиарда години от мъглявина – въртящ се облак от прах и газ. По-плътните райони с прах привличали повече и повече материя заради силата на гравитацията и така се формирали планетите. Те всички се въртят в една и съща посока.

Земята е по-малко от една десета от размера на Юпитер, най-голямата планета на Слънцето, а Юпитер е едва една десета от размера на Слънцето. Земята е на 149 600 000 километра от Слънцето, Юпитер е пет пъти по-далече, а най-външната основна планета, Нептун, е на трийсет пъти по-голямо разстояние. Относително малките вътрешни планети – Меркурий, Венера, Земята и Марс – са съставени от скали, а гигантските външни планети – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун – са съставени предимно от газ около малко скалисто ядро.

Животът, какъвто го познаваме, е базиран на клетката, а за да функционират клетките, е нужно да има вода в течно състояние. Меркурий и Венера са твърде близо до Слънцето и там това е неосъществимо. Възможно е някога да е имало условия за живот на Марс, а апаратите на НАСА на повърхността му проучват тази вероятност. Външните планети са прекалено студени, за да поддържат живот, макар че е възможно под повърхността на някои от луните им да има вода в течно състояние. 

Доколкото знаем обаче, Земята е единствената планета в Слънчевата система, на която има живот. Прието е, че Земята се намира в обитаемата зона (или зоната на Златокоска), областта около звезда, където има точни условия за живот. В приказката за Златокоска и трите мечки Златокоска избира кашата, която е нито твърде гореща, нито прекалено студена, стола, който е нито твърде голям, нито прекалено малък, и леглото, което е нито твърде меко, нито прекалено твърдо. По същия начин Земята е нито твърде близо, нито прекалено далеч от Слънцето (затова е нито твърде студена, нито прекалено гореща) и водата съществува като течност. Планетата е достатъчно голяма, за да генерира силно гравитационно поле, за да задържи атмосфера, а така има достатъчно атмосферно налягане, за да позволи съществуването на вода в течно състояние на повърхността.