Кратчайшая история Вселенной. От Большого взрыва до наших дней (в сверхдоступном изложении) - Дэвид Бейкер

C2H4 (два атома углерода, четыре атома водорода) – получится полиэтилен, самый привычный в нашем мире пластик.

Кроме того, существуют и более сложные химические вещества, такие как органические белки, которые представляют собой огромные клубки из тысяч атомов. К примеру, белок под кратким названием «титин» обеспечивает эластичность мышц. Его химическая формула – C169723H270464N45688O52243S912. Полное терминологическое название этого химического вещества состоит примерно из 190 000 букв, и, чтобы произнести его вслух целиком, потребуется три-четыре часа. Таков огромный масштаб возможностей для усложнения структур, когда элементы начинают объединяться в молекулы! Очень сложны и химические формулы оснований ДНК (аденин, гуанин, цитозин и тимин), которые кодируют генетические признаки и позволяют живым организмам самовоспроизводиться, эволюционировать и жить.

Как только девяносто два природных элемента космоса возникли и начали складывать разнообразные химические соединения, Вселенная получила все необходимые составляющие для формирования сложного мира, который мы видим вокруг себя сегодня.

Однако что означает понятие «сложность»?

Общая модель всей истории

Объединяющей закономерностью истории на протяжении 13,8 миллиарда лет является возрастающая сложность систем. Это процесс, который создал нас, и мы в свою очередь его продолжаем. После Большого взрыва появились первые частицы материи, которые постепенно превратились в звезды. Звезды создали все химические вещества, составляющие нашу Землю (включая жизнь). Тот же процесс усложнения определяет историю человечества – от собирательства к древнему земледелию и вплоть до современности. В хаосе истории очень редко можно проследить нить, проходящую через все события от начала до конца. Нарастающее усложнение – единственная тенденция, обнаруженная на сегодняшний день.

Сложная вещь состоит из материи, замысловато сотканной, как гобелен. Она сохраняет свою форму благодаря потокам энергии, которые ее питают. Например, звездам требуется газ для сжигания. Людям требуется пища. Мобильным телефонам нужны батареи. Это один и тот же принцип: всем и всему нужны потоки энергии, чтобы не умереть. Это общее правило усложнения по всей Вселенной.

Материя и энергия родились в раскаленном добела пятнышке Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад. Там с самого начала находились все составляющие всего того, что мы видим вокруг себя. История всей Вселенной сводится к истории их непрекращающейся трансформации в новые и великолепные формы.

После Большого взрыва во Вселенной не появилось новой материи и энергии. Это действующий в полную силу первый закон термодинамики: ничто новое не возникает, равно как и ничто старое не разрушается полностью. Это означает, что атомы, составляющие ваше тело, существовали в той или иной форме с начала Вселенной и продолжали существовать и развиваться в космосе на протяжении 13,8 миллиарда лет. Соответственно, вам в определенном смысле 13,8 миллиарда лет.

Кроме того, после вашей смерти эти атомы разлетятся в разные стороны и снова будут эволюционировать во Вселенной. С определенной точки зрения мы и есть Вселенная, единая совокупность, и нам выпало счастье – на короткое время – стать ее сознательной частью, как будто Вселенная смотрит на себя в зеркало.

Механика сложности

Сложность – это упорядоченная структура, созданная и поддерживаемая потоком энергии. Атом водорода – это структура, состоящая из одного протона и одного электрона. Молекула воды представляет собой структуру из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Человеческий мозг – форма сложности, как и тостер, изобретенный мозгом человека. Человеческая сеть из 8 миллиардов человек, включающая торговлю и обмен информацией, является одной из самых сложных существующих систем.

Чем больше разнообразие строительных блоков в той или иной форме сложности и чем замысловатее она построена, тем она сложнее. В звезде много атомов водорода, но она не очень сложна. По сути, звезда – просто большой беспорядочный сгусток атомов. У собаки, например, гораздо более сложный набор химических веществ, ДНК, клетки печени и мозга, кровеносные сосуды и очень сложные дыхательная и нервная системы. Переместите несколько тысяч атомов водорода из ядра Солнца на его поверхность, и оно продолжит светить как ни в чем не бывало. Поменяйте клетки мозга собаки с клетками ее печени, и собака перестанет гоняться за птицами.

Чтобы создать любую форму сложности, требуется затратить определенное количество энергии, как при сборке автомобильного двигателя на заводе. Для того чтобы сложность сохранялась, необходима дополнительная энергия, как человеку нужна еда, чтобы не умереть от голода. А чтобы что-то усложнялось, требуется еще больше энергии. Если потоки энергии прекращаются, структура разрушается, и предмет нашего разговора постепенно умирает. Автомобиль теряет скорость и останавливается, растение увядает и умирает, цивилизация слабеет в заброшенных руинах. Именно поэтому сложность можно измерить интенсивностью проходящей через нее энергии.

Чем более замысловата структура сложности, тем большего массива свободной энергии она требует. Самая простая и древняя сложность во Вселенной, например звезда, не требует такого количества энергии на грамм, как продукты миллиардолетней биологической эволюции или культуры.

Зарождение сложности

Через долю секунды после Большого взрыва в пространственно-временном континууме возникли небольшие пульсации (квантовые флуктуации), которые создали сгустки энергии, неравномерно распределенные по всему космосу. Эти сгустки можно увидеть на «снимке» космического фонового излучения через 380 000 лет после Большого взрыва. В результате формирования сгустков энергия слилась в первые частицы материи. Если бы не эта неравномерность в распределении энергии, то сложная материя не смогла бы возникнуть.

Для того чтобы сложность существовала, необходимы потоки энергии для ее создания и поддержания. Чтобы возник поток энергии, ему требуется двигаться из того места, где энергии больше, туда, где ее меньше.

Если бы в начале существования Вселенной вся энергия была распределена равномерно, то ей не было бы нужды двигаться. Ничего бы не изменилось. Ничего бы не произошло. Не было бы никакого усложнения, а просто пустой космос с тонко распределенным излучением от начала до конца. Одним словом, не было бы истории.

©Aira Pimping

©Aira Pimping

Вместо того из первых сгустков неравномерно распределенной материи и энергии образовались первые звезды. Звезды породили все остальные природные элементы периодической таблицы. Соединившись, элементы образовали молекулы и планеты. На одной из планет, Земле, наибольшее количество молекул собралось вместе, чтобы создать жизнь. Некоторые из живых существ развили сознание, способность изобретать вещи и постоянно взаимодействовать со своими изобретениями, улучшая их.

Все время, от возникновения звезд до появления жизни и развития технологий, требовались все нарастающие потоки энергии для создания, поддержания и увеличения сложности. Соответственно, в последние 13,8 миллиарда лет крошечные участки космоса становились все более сложными. Это объединяющая тема всей истории. Большой взрыв неравномерно распределил энергию в космосе, затем в течение 13,8 миллиарда лет энергия заново выравнивалась, и, таким образом, мы