А все-таки, где центр Вселенной? (стр. 3 )

Основными элементами, из которых строятся живые вещества (представляющими примерно 96-99% их состава) являются: кислород – 60%, углерод – 20%, водород – 10%, азот – 3%. Меньше в организмах кальция, фосфора, серы и калия, к примеру: кальция – 3,5%, фосфора – 1%, серы – 1%. Среди микроэлементов более всего серебра, молибдена, хрома и железа. Микроэлементы составляют менее десять в минус шестой степени от всех веществ организма, хотя и играют весьма заметную роль в биохимических реакциях. Избыток микроэлементов (превышающий предельно допустимые концентрации) в организме и окружающей среде приводит к острым или хроническим отравлениям, токсическим заболеваниям и к серьезным патологическим изменениям. Недостаток этих веществ также вызывает тяжелые нарушения жизнедеятельности вплоть до гибели. Дело в том, что они в микродозах используются организмами как необходимые катализаторы для органического синтеза, входят в состав витаминов, ферментов и иных веществ, обеспечивающих и регулирующих жизнедеятельность. Существенно, что все элементы, входящие в состав живых систем, как выше отмечалось, находятся в непрерывном биотическом, биогеохимическом круговороте веществ. Наиболее важны круговороты углерода, кислорода, азота и фосфора.

Кстати, все биологические вещества построены лишь из диссиметричных (хиральных) молекул, обладающих определенной оптической активностью. В живых молекулах во всей биосфере Земли с древнейших времен “отчего-то” присутствует только строго левая ориентация (100% молекул) – целые 2420 млрд. тонн биомассы. Это, несмотря на то, что все известные физико-химические свойства веществ обеих ориентаций идентичны. В любых знакомых науке неживых природных и искусственных химических реакциях различение и разделение веществ правой и левой ориентации невозможно. Кроме того, в таких условиях они равновероятны. Как осуществить искусственный синтез вещества с какой-либо преобладающей ориентацией наука пока не ведает. Хиральность – одно из нескольких коренных отличий биологического вещества от мертвого. По мнению физиков, левая ориентация органических молекул связана с использованием в процессах жизнедеятельности внутриядерных взаимодействий, имеющих асимметрию. Вообще-то, из религиозных и философских соображений вытекает, что биологические системы задействуют все без исключения свойства физической материи, в отличие от неживых и искусственных систем, употребляющих малую часть этих свойств. Но именно поэтому жизнь весьма требовательна к параметрам окружающей среды.

Значение для жизни имеет размер Земли. При недостаточной массе сила тяготения ослабевает, и водород вылетает из атмосферы в космическое пространство. В итоге количество воды на планете быстро уменьшается. При слишком большой массе сильная гравитация негативно действует на организмы, особенно высокоорганизованные.

Величина магнитного поля Земли также влияет на жизненные процессы. Оно защищает нас от солнечной радиации, воздействует на биологические реакции, позволяет организмам ориентироваться в пространстве. Однако известно, что сильное или быстро изменяющееся магнитное поле угнетает и даже убивает жизнь.

Неизменность условий на поверхности планеты обеспечивается также устойчивостью самой звезды. Оказывается, звезды, подобные Солнцу, относятся к классу стабильных космических объектов, дающих излучения, благоприятные для жизни. Однако во всех галактиках наибольшая часть реальных или гипотетических планетных образований находится или около изменчивых звезд, или в кратных системах (две и более звезды, движущиеся вокруг общего центра), или в плотных шаровых и иных скоплениях звезд. В подобных системах формирование ООЗ невозможно.

Для сохранности Земли значимо и присутствие гигантских планет: Юпитера, Сатурна и других. В частности, они, как щит, предохраняют нас от наиболее опасных комет, астероидов и метеоритов, притягивая их к себе. Кроме того, указанные планеты, почти так же, как Солнце и Луна, формируют некоторые важные биоритмы.

В нашей звездной (солнечной) системе Земля – единственная планета, движущаяся в ООЗ, и параметры которой удовлетворяют всем требованиям жизни.

В астрофизике известен галактический эквивалент ООЗ – галактическая обитаемая зона (ГОЗ). Она наиболее благоприятна для жизни в галактиках. Дело в том, что области, близкие к центру галактик, способствуют орбитальной нестабильности планет, разрушительному воздействию комет, ближайших звезд и галактического ядра. Области, далекие от центра галактик, содержат мало тяжелых химических элементов (тяжелее гелия), необходимых для образования планет и поддержания жизни. Оказывается, что ГОЗ имеет, также как ООЗ, вид узкого кольца в стабильных галактиках. Однако далеко не все галактики устойчивы. Они весьма разнообразны по размеру (от сравнительно редких – гигантских до весьма частых – карликовых) и морфологии, хотя содержат определенные типовые структуры. Согласно классификации звездных систем, предложенной астрономом Хабблом (камертонная диаграмма), галактики преимущественно бывают эллиптические, линзообразные, обычные, пересеченные, спиральные, неправильные. Спиральные галактики, судя по всему, окружены мощными сферическими коронами невидимого вещества, таинственной невидимой материей. Почти все галактики объединяются в скопления, большие (тысячи галактик) и часто встречающиеся малые (десятки галактик). Скопления галактик входят в состав еще более крупных образований, называемых сверхскоплениями. В большинстве из галактик наблюдаются опасные для жизни колоссальные бурные процессы: столкновения космических объектов, взрывы, мощнейшие излучения и т. п.

Даже в нашей, относительно спокойной галактике полно разрушительных для жизни областей. Наша галактика, именуемая “Млечный путь” или “Галактика”, напоминает по форме диск в поперечнике размером около 100 тысяч световых лет (946 триллионов км). Световой год – это астрономическая единица длины, расстояние, которое свет пробегает в пустоте за один год. Наша Галактика относится к типу спиральных звездных систем (скоплений). По классу светимости она принадлежит к ярким гигантам – галактикам, и состоит из четырех основных зон (рассматривая ее сбоку от периферии к центру): внешняя оболочка (так называемое “гало”), тонкий диск, плотный диск, центральная выпуклость (так называемый “балдж” – английский вариант слова “выпуклость”) размером 14800х9500 световых лет и ядро размером “всего” 93х46 световых лет. Природа ядра науке не ясна. Из него вырываются колоссальные потоки газов со скоростью около 200 км/с. Внутри ядра спрятаны таинственные объекты, например: мощнейшие постоянные и быстропеременные излучатели радиоволн; уникальный источник излучения, соответствующего аннигиляции электронов и позитронов; точечный рентгеновский источник переменной интенсивности. Его заслоняет от нас газо-пылевая туманность, попутно весьма ослабляющая мощный поток радиации от балджа (и тем охраняющая нас).

В каждой из указанных зон локальные звездные системы и отдельные звезды вращаются вокруг центра Галактики по своим орбитам. В Млечном пути обнаружены звезды разных классов, например: ярчайшие, яркие и нормальные сверхгиганты; яркие, нормальные и суб - гиганты; карлики главной последовательности; суб - и белые карлики. Солнце относится к желтым карликам (спектральный класс Q2V), входящим в главную последовательность и находится в узкой области энергетической устойчивости (равновесия разных конкурирующих факторов) между голубыми гигантами и красными карликами. На знаменитой диаграмме Герцшпрунга – Рессела, показывающей зависимость между абсолютной звездной величиной (светимостью) и спектральным классом звезд в Галактике, наше Солнце находится практически в центре главной последовательности и почти в центре самой диаграммы.

Общее количество звезд в Галактике, по приближенным оценкам, составляет от 100 до 200 млрд. Кроме того, составными элементами Галактики являются межзвездная среда (преимущественно пыль и газ, последний в основном состоит из молекулярного водорода с незначительной примесью других химических элементов и молекул, включая, даже, простейшие органические). Частью Галактики следует также считать находящиеся в ней космические лучи, магнитные и иные физические поля. Межзвездный газ в космических масштабах ведет себя как упругая среда, к которой применимы все законы молекулярной физики и газовой динамики. Наша Галактика, как и любая иная, обладает своим внутренним обменом веществ – космическим метаболизмом. Различные объекты Галактики тесно связаны между собой и находятся в процессе непрерывного взаимодействия, чаще всего вредного для жизни. Это взаимодействие заметно на всех уровнях иерархии отдельных систем Галактики.

Гало и плотный диск Млечного пути содержат в себе старые звезды, которые бедны тяжелыми химическими элементами. Возникновение там планет, подобных Земле, практически невозможно. В балдже, несмотря на обилие химических элементов, чрезвычайно высок уровень космической радиации и иных, неблагоприятных для жизни, факторов, хотя ядро Млечного пути в настоящее время неактивно в сравнении с ядрами большинства иных галактик. Например, в Млечном пути сверхновые взрываются один раз за тридцать лет, а в соседних галактиках – примерно десять раз в год. В тонком диске Галактики содержание тяжелых химических элементов неоднородно. На его периферии они слишком редки. В этом отношении Солнце располагается как раз в оптимальном месте, сравнительно бедном звездами, но богатом химическими элементами.

При взгляде на Млечный путь сверху различимы плотная центральная часть и три расходящиеся спирали (спиральных рукава). В спиралях происходит активное образование новых звезд и горячих молекулярных облаков, что вредно для жизни. Солнце находится в наиболее спокойном промежутке между спиралями, на внутреннем краю одной из них, в так называемой зоне коротации (совместного вращения). Это особая зона, в которой орбитальный период движения звезды равен периоду вращения спиралей Галактики. Поэтому Солнце не пересекает опасную спираль, а неизменно пребывает в благоприятной для жизни области.

Дело в том, что Галактика вращается весьма сложным образом. Различные части ее вращаются по-разному. Значительная часть материи Галактики крутится дифференциально, то есть согласно закону всемирного тяготения их угловая скорость уменьшается при увеличении радиуса вращения. Однако некоторый участок диска Галактики вращается по иному – твердотельно, то есть так же, как крутится любой твердый диск (с постоянной угловой скоростью, не зависящей от радиуса вращения). В коротационном круге скорости твердотельного и дифференциального вращения равны. В каждой галактике такой круг единственен и весьма узок. В этом отношении солнечная система в Галактике находится в выделенном, исключительном положении – в самых спокойных стационарных условиях по сравнению со всеми иными звездами.