確かに、私たちは宇宙で孤独です。 なぜ宇宙で私たちだけなのか

私たちには、クールな外国の資料を翻訳するという良い伝統があります。/c/ では、週にいくつかのエキサイティングなテキストを必ず見つけることができます。

私も貢献していきたいと思っています。 ご検討のために、NY タイムズの記事の翻訳を提示します。 宇宙人、フェルミとオルバースのパラドックス、そして私たちの未来について話しましょう。

楽しむ!

この夏は、宇宙人との出会いを夢見る人たちにとって、希望に満ちた夏でした。

7月、初の月面着陸46周年を記念して、ユーリ・ミルナーはSETIプログラム(後者は宇宙人の信号を探索するプログラム)の開発に1億ドル以上を投じた。 同じ週に、地球のパラメータに最も近い惑星は 1400 ストリートにあります。 我が家から何年も。

ミルナー氏の発表に伴う記者会見で、カリフォルニア大学の惑星探査者ジェフリー・マーシー氏は「宇宙は生物学的成分で満ちているようだ」と述べた。 彼は、地球外にも、少なくとも微生物の形で生命が存在することに、ユーリ・ミルナーの家(同じ1億ドルの価値があると噂されている)に賭けるつもりだ。

火星でそのような生命体が発見されたり、木星の衛星エウロパで魚が発見されたりしたら、科学者たちが街頭に出て大喜びすると思いますか? 多分あなたは正しいです。

しかし、そのようなニュースが間違いなく良いものになるということに誰もが同意しているわけではありません。 少なくとも一人の著名な哲学者は、これは「壊滅的な打撃」になるだろうと信じている。

おそらく今世紀最大の悲観主義者はニック・ボストロムだろう。 彼はオックスフォード大学で哲学を教えており、人類未来研究所の所長でもあります。

Technology Review に掲載された 2008 年の論文の中で、ボストロム教授は、火星の岩石上の最小の微生物でさえ、人類の将来にとって悪い兆候となるだろうと主張しました。 「私の精神は死んだ石と生命のない砂によって支えられるでしょう」と彼は書いています。

すべては原爆発祥の地、ニューメキシコ州ロスアラモスでの昼食時に始まった。 会話は空飛ぶ円盤と星間旅行に移りました。 そして、物理学者エンリコ・フェルミは、天文学者の間で人気となった質問をしました。「では、この場合、それらはすべてどこにあるのでしょうか?」

タブロイド紙の見出し以外に宇宙人が地球を訪れたという証拠が見つからなかったという事実は、フェルミに星間旅行は不可能であると確信させた。 他の場所に飛ぶには時間がかかりすぎます。

この議論は科学者のマイケル・ハートとフランク・ティプラーによって展開されました。 彼らは、地球外の技術文明はまったく存在しないという結論に達しました。

ロジックは簡単です。 100万年後、地球人が最も近い恒星系であるアルファ・ケンタウリにロボットを打ち上げると想像してみてください。 しばらくすると目標に到達し、さらに100万年後に近くの次の星系に探査機を送ります。 次の 100 万年後、新しい探査機がそれらのシステムから送信されます。 たとえ高速移動を想定したとしても、せいぜい 1 億年で、およそ 0 個 (1 個の後に 0 が続く) 個の星を訪れることになります。 天の川銀河には 2,000 億個の星が含まれているため、それぞれの星は (探査機の交差により) 1 兆回以上訪問されることになります。

ちなみに、星間探査機を打ち上げるというアイデアはそれほど驚くべきものではありません。 人々は、近い将来利用可能になるテクノロジーを使用して、デバイスを他のシステムに送信することをすでに計画しています。 たとえば、(DARPA)とその機関について読んでください。

はい、私たちの銀河系には居住可能な可能性のある惑星が何十億もあります。 そのうちの少なくとも一部が生命とテクノロジーを開発できれば、天の川銀河全体がタイムズスクエアに変わるほどの量になります。天の川銀河はすでに 100 億歳です。 そして、これらすべての文明、あるいは少なくともその存在の痕跡はどこにあるのでしょうか? ジルチしか見つかりませんでした。 生命がこれほど広く普及しているのであれば、どこかの誰かがすでに私たちに自分たちのことを知らせているはずです。 この仮定は として知られています。

確かに、この議論には抜け穴がたくさんあります。その中には、私たちが目の前にいる生命を認識できない可能性も含まれます。 ボストロム博士とその支持者らによると、最も単純な説明は異星文明が存在しないことだという。

彼は、生命の発生をまったく妨げるもの、あるいは生命が星の枠から脱出する前に生命の活動を停止させる何かが存在するという結論に達しました。 ドクターはそれをグレートフィルターと呼んでいます。

原子を結合してバットマン DNA のロビンの役割を果たす遺伝子分子である RNA 鎖を作る必要性から、核戦争、気候変動、あるいは遺伝子工学の失敗。

ボストロムにとって重要な質問は、私たちのグレート フィルターが過去にあるのか、それとも未来にあるのかということです。 答えを求めて、医師は星を眺めます。星が空であれば、その「生存」がどのようなものであれ、私たちは生き残ったことになります。 どんなに奇妙に聞こえるかもしれませんが、私たちはこの地域で最初に宇宙の障害物に遭遇したのです。もし彼らの後ろに誰かがいたとしたら、グレートフィルターはまだ先にあるということです。 私たちは運命にあります。

これは驚くべき実存的な知識です。宇宙環境の大まかな調査にのみ基づいて、種としての私たちの若い時代を理解することです。 これは人間の精神力を試す難しいテストでもありますが、難しすぎるかもしれません。 しかし、19 世紀に住んでいたアマチュア天文学者によって、「 」として知られる理解を超えた前例がありました。 彼は、何世代もの天文学者を苦しめた疑問、「なぜ夜の空は黒いのか?」を定式化しました。 結局のところ、宇宙が(当時信じられていたように)無限であるなら、どこを見ても星があるはずですよね? ほこりっぽい雲でも、まるで昼間のように光るはずです。

当時の(全く異なる方向の)著名人である物理学者ウィリアム・ケルビンと作家エドガー・アラン・ポーは、暗い夜空は少なくとも時間的には宇宙の有限性の証拠であると示唆した。 つまり、始まりがあったということです。 今日私たちがビッグバンと呼ぶもの、オルバースが夜明けを見たとしたら、おそらくフェルミとボストロムはその日の入りを見たかもしれません。 これは驚くべきことではありません。 永遠のものはありません。

SETIの創設者であるカール・セーガンとフランク・ドレイクは、彼らの計算で主に不明なのは技術文明の平均寿命であると強調した。 寿命が短すぎると、それらを越えることはできなくなります。 銀河の神話上の同胞団のことは忘れてください。 クリンゴン人はずっと前にこの家を出ていました。私たちが期待できるのは、生命のジグザグな発展に新たな進化段階が訪れることだけです。 しかし、数十億年後には太陽も滅び、それとともに私たちの地球も、私たちの子孫も滅びます。 シェイクスピアやホーマーを認識することなく、宇宙は私たちを覚えていないでしょう。

ボストロム教授が悲観的であることを責めることはできません。 彼の恐ろしい理論はこれが初めてではない。 2003年、彼は、私たちは「技術的に古い」文明が私たちのために作り出したコンピューターシミュレーションの中で生きているのかもしれないと主張した。

彼の計算で他の人たちと同氏が同意しているのは、コンピューターに関しては(ムーアの法則によると)プロセッサー能力の倍増には限界があり、宇宙探査機の打ち上げの回数にも限界があるということだ。 チップは永久に縮小することはできません。 メンテナンスをしなければ、家から遠く離れた車はその目的を忘れてしまいます。 そして、Apple が毎回 iPhone の売り上げを 2 倍にすることはできないでしょうが、偉大な作家で生物学者のルイス・トーマスが言ったように、私たちは無知な種です。

だからこそ私たちは実験をするのです。

特に TJ のために Pavel Potseluev が翻訳しました。

しかし、新しい研究は、私たちの世界はまれである可能性があることを示唆しています。

天文学者のチームは、オリオン大星雲の開いた星座にある太陽に似た星を観察し、それらの 10 パーセント未満が木星ほどの大きさの惑星を形成するのに十分な塵に囲まれていることを発見しました。

カリフォルニア大学バークレー校の天体物理学者ジョシュア・アイズナー研究員は、「銀河内のほとんどの恒星はオリオン座のような密集領域で形成されたと考えられています。つまり、私たちのような星系は一般的ではなく例外であるということです」と語る。

アイズナーと彼の同僚は、オリオン大星雲から 250 個以上の星を観察しました。 彼らの標的は、惑星を形成する可能性のある恒星の周囲にある塵の密集した円盤だった。 彼らは、それらが暖かい塵の原始惑星系円盤であることを示す可能性のある周波数で放射線を放出している恒星はわずか 10% であることを発見した。 そして、観測された星のうち、質量が太陽の1,000分の1である塵円盤を持っていたのはわずか8パーセントでした。

動径速度データを使用して他の恒星の周囲の系外惑星を探索している科学者らも、同じ結果を発見しました。 (動径速度法では、星の周りを移動する惑星のわずかな重力によって引き起こされる星の運動の変動を測定します。)

結果として得られた数字は、木星ほどの大きさの惑星を持つ恒星の 6 ~ 10 パーセントが存在することを示しています。

しかし、絶望するのはまだ早い、なぜなら... 研究は主に、すでに形成された惑星を特定するのではなく、星の周囲の塵を探すことだけに焦点を当ててきましたが、これらの太陽に似た星の一部にはすでに惑星がある可能性があります。

他の多くの科学者も、太陽系に関しては私たち以外にもまだ多くの疑問が残っていることに同意しています。 地球システムが異常であると確信を持って言うのは時期尚早です。 他の星の周りにそのような太陽系を形成するために必要な物質を決定するためのさらなる研究が役立つ可能性があります。

木星ほどの大きさの惑星を持つ恒星が実際には稀であることが判明すれば、地球外生命体もむしろ例外であることを意味するかもしれない。

一部の科学者は、木星が地球上の生命の形成に非常に重要な役割を果たしたと確信しています。 一方で、大きな惑星は小さな内惑星を、誕生したばかりの生命を破壊する可能性のある宇宙の攻撃から守ることができます。

さらに、大きな惑星は彗星や小惑星を軌道から追い出し、より小さな地球型惑星に向かって移動させることができます。 これらの石は、システムに有機物と水を供給できます。

木星がなければ、水環境のある惑星を構築するのは難しい、とアイズナー氏は確信している。

ハッブル宇宙望遠鏡の画像。 オリオン大星雲の原始惑星系円盤から発せられる可視光。 Proplyd 170-337 は、円盤 (黄色) を取り囲み、そこから広がっている高温のイオン化ガス (赤色) の存在を示しています。 この原始惑星系円盤の質量は少なくとも太陽の 1,000 分の 1 です。、木星ほどの大きさの惑星を形成するために必要です。 ( Bally 他 2000/ハッブル宇宙望遠鏡 & アイズナー他 2008/CARMA、SMA)

生命は私たちの惑星だけに固有の偶然なのでしょうか、それともその形態は銀河系全体に散らばっているのでしょうか? この質問に対する答えは数十年以内に得られるはずです。

現在火星に滞在しているNASAの探査機「キュリオシティ」は、かつてその表面に生物が生息していた証拠を発見するかもしれない。 最も原始的なウイルスや微生物の存在を証明することさえ、非常に重要になるでしょう。 生命は木星の衛星であるエウロパの氷に覆われた海で誕生した可能性もあります。 その一方で、主な情熱は、どこかで高度に発達した生命体、つまりSF文学でおなじみの「エイリアン」を発見するという見通しで沸騰しており、誰も上記の惑星に複雑な生物圏が存在するとは想定していません。

しかし、太陽系の外に目を向けてみましょう。 天文学者らは、惑星が太陽の周りを公転する同様のシステムが宇宙に他にも存在することを発見した。 NASAのケプラー宇宙望遠鏡の観測対象は約15万個の星です。 この装置は常にその輝きの明るさレベルを測定し、光が暗くなった瞬間を検出しようとします。これは、地球に似た惑星が恒星のそばを通過することを意味します。 同様の天体の存在はすでに数千個登録されています。 当然、惑星の影だけでなく惑星そのものも見てみたいと思うのですが、それは簡単ではありません。 これがどれほど難しいかを理解するには、宇宙人の天文学者が、たとえば 50 光年の距離から強力な望遠鏡を通して地球を観察していると想像してください。 私たちの惑星は、カール・セーガンが言ったように、彼にとっては「淡い青い点」のように見え、星(太陽)の非常に近くにあり、太陽の明るさは地球によって反射される光の数十億倍、つまり、 ホタルと強力なスポットライトを比較するようなものです。 しかし、架空の宇宙人が私たちの惑星を発見できれば、地球について多くのことを学ぶことができるでしょう。 青い光の色合いは、地球のどちら側を向いているか、太平洋を見ているかユーラシアを見ているかによって、わずかに異なります。 このようにして、地球上の 1 日の長さ、地球の地形、気候についての結論を導き出すことができます。

ヨーロッパの天文学者らは、2020年代に幅39メートルのモザイク鏡を備えた望遠鏡の建設をチリに完成させたいと考えている。 この装置は、恒星の周りを周回する惑星から反射される非常に微弱な光さえも検出して分析し、その惑星に生命が存在するという結論に達するのに十分強力である。

残念ながら、地球上で生命がどのように始まったのかについては、私たちはあまりにも知識が少なすぎて、確信を持って何かを言うことはできません。 一方で、多くの人はその起源は私たちの銀河系で一度だけ起こった事故であると考えています。 同時に、このプロセスに必要な条件が揃った状況が発生した場合、このプロセスは避けられないと考えることもできます。 今後 20 年間で、生命の起源の生化学の理解がある程度進むことが期待されています。 この問題は、人類が未解決のすべての問題の中で最大のものであり、地球の特異性に自信を持っている生物学者だけでなく、地球外生命体を探している天文学者も魅了しています。

一方、たとえ単純な微生物の存在が銀河系ではまったく一般的な現象であるとしても、それらが進化する能力があり、その結果として高度に発達した生命体、つまり知的存在が地球上に出現するのかという疑問が生じます。 実際、進化論の支持者ですら、もし氷河期の始まりや隕石衝突などの予期せぬプロセスの経過が異なっていたら、私たちの生物圏が発展したであろう方向については同意できません。 たとえば、恐竜が絶滅していなかったら、哺乳類の進化の連鎖は断たれていたかもしれないし、他の生命体が私たちに代わる知的生物に進化したかどうかは誰にもわかりません。

おそらく、地球外生命体の探索は、地球に似た天体だけに焦点を当てるべきではないでしょう。 SF 作家は他にも、木星の濃い大気中に浮かぶ風船のような生き物、知的昆虫、ナノロボットなどのアイデアを持っています。 (場合によっては、二流の科学資料よりも一流の SF を読んだほうが良い場合があります。なぜなら、素晴らしい作品は想像力をより強く刺激し、性急な判断という点では二流の作品と比べても遜色ないことが判明するからです。)耐久性のある「生命」の形態は、創造主から力を奪うか、完全に絶滅させる機械となる可能性があります。

ご存知のように、偉大な物理学者エンリコ・フェルミは、高度に発達した生命は確かに非常にまれな現象であると主張しました。 多くの星は太陽よりも数十億年古いです。 もし生命が宇宙で一般的な現象であれば、必然的にこれらの古い星を周回する惑星から生命が誕生することになるでしょう。 それでは、なぜ宇宙人はまだ私たちを訪れていないのかとフェルミは疑問に思いました。 彼らが作った工芸品を見つけてみませんか? そのような議論には一理ある。 同時に、高度に発達した地球外生命体は地球上の生命体とは大きく異なる可能性があるため、人間型の生き物だけを探すべきではありません。 たとえば、そのような生き物が異国の海の底のどこかで、自分自身をまったく明らかにすることなく、瞑想的な生活を送っていると想像してみましょう。

今後数十年で、私たちは、生物の進化が、私たちが住んでいる「淡い青色の点」に特有のユニークな現象なのか、それとも、ダーウィンの考えが文字通り、知的生命体を含むさまざまな形の生命体で溢れている宇宙全体に当てはまるのかを学ばなければなりません。もの。

マーティン・リース、ガーディアン紙、イギリス

序文

天は私たちの上にあり、道徳法は私たちの中にあります。
I.カント

人類に関係する多くの問題の中で、特に興味深い問題があります。 おそらく、人間が存在する限り、人間は宇宙で孤独なのかどうかという問題を心配してきたのでしょう。 この問題に関しては非常に異なる意見がありました。 そして時には、これらの意見間の争いが非常に激しくなり、一般に受け入れられている意見に同意しない人々の命が犠牲になることがありました。 その一例として、ジョルダーノ ブルーノの運命が挙げられます。
そして、科学が宇宙の秘密の研究において信じられないほどの高みに達した現在でも、この質問に対する最終的な答えはありません。 実際、今日に至るまで、地球外文明の存在に関する問題は、ほぼすべての人に関係しているだけでなく、科学界でも関連性があると考えられています。 この研究は、CETIプログラム「地球外知的生命体とのコミュニケーション」(地球外知的生命体とのコミュニケーションを意味する)の枠組み内を含め、多くの科学チームと個々の科学者によって実施されている。 多くの科学者、たとえば学者のI.S.シュクロフスキーは、人類の文明はおそらくユニークであると信じています。
人間の文化において、地球外知的生命体の問題が非常に広範囲に反映されるのはごく自然なことです。 この問題をテーマにしたさまざまな種類の SF 小説、映画、その他の芸術作品が無数にあります。
親愛なる読者が手に持っているこの本には、私たちが結局のところ宇宙で孤独であると信じることを可能にするいくつかの考察が含まれています。 これを示すために、著者は多くの科学文献を研究する必要がありました。 それにもかかわらず、この本は幅広い読者にとって興味深いものであると信じて、内容は非常に簡単に提示されています。 いくつかの計算が示されていますが、原則として高校のコースの範囲を超えるものではありません。 ただし、必要に応じて説明を加えます。 多くの意見、条項、データは出版物から引用されています。 この本で議論される問題については誰もがよく知っているわけではないことを考慮し、できるだけ一般に向けて簡潔に説明しています。 したがって、ここで私が述べた意見が誰かにとって物議を醸すように見える場合、少なくとも支持的な読者はここで多くの興味深い情報を収集できるでしょう。
ここで語られていることをすべて信仰に基づいて受け入れる義務は誰もありません。 一緒に議論して考えてみましょう。 結局のところ、日常生活や私たちの死すべき存在の問題から離れて、星のこと、他の世界のこと、兄弟のことを心の中で考え、夢を語り、話すことは、とても楽しい活動です...だから、少し休みましょう親愛なる兄弟の皆さん、世俗的な悩みから抜け出して、私と一緒に知的快楽の涅槃へ飛び込んでください!

第1章 「地球外文明」とは何ですか?

そして神は、「私たちに似せて、私たちに似せて人間を造ろうではありませんか」と言われました。
聖書

宇宙に「心の兄弟」が存在する可能性を検討する前に、それらが何であるかを理解してみましょう。 この問題についてはさまざまな意見がありました。 たとえば、結晶、プラズマなどの生命の形態について話すことがあります。 しかし重要なことは、彼らには知性があるということです。 したがって、まず第一に、理性の概念について考えてみましょう。 人間には理性があると言われますが(これについては時々疑問もありますが)、動物には理性がありません。 なぜ? おそらく、第一に、生き物は話さないからです。 彼らには言葉がありません。 彼らは言葉を知りません。
言葉とは何ですか? 言葉は記号であり、概念です。 私たちが他の人に「車輪」と言うと、その人はハブのある丸いものを想像します。 私たちが何かについて考えるとき、それはあたかも自分自身に話しかけているかのようです。 動物にはそんなことはできません。 彼らは話すことができないだけでなく、考えることさえできません。 私たちのこの能力はどこから来たのでしょうか? それはひとえに、人間が社会的存在であるからです。 私たちの古代の祖先は高度に発達した霊長類であり、群れで暮らしていました。 多くの動物、特に捕食者よりも肉体的に弱いため、彼はなんとか生き残らなければなりませんでした。 そして生き残る唯一の方法は、群れで団結する道でした。 複数の個人が 1 つの存在として行動しなければなりませんでした。 そして、これは十分に効果的なコミュニケーション、つまり記号の交換、その数と多様性の増加とともに概念になった場合にのみ起こり得ます。 したがって、心は進化的に、自然選択の過程で、高等霊長類で発達した概念を使って機能する能力です。
進化論的に言えば、心は象の鼻のような、特定の生態学的ニッチの条件に適応するための手段と同じです。 しかし、口を開かずに独り言を言うときに概念を操作する能力、つまり考える能力そのものによって、人は自分の行動のプロセスをモデル化することができます。 モデルの分析に基づいて、最も効果的なモデルを選択します。 これと人間の手の存在(ちなみに、心の形成過程において非常に重要な役割を果たしました)のおかげで、人は道具を作ることができました。
このように、知性の出現には多くの条件が必要です。 少なくとも、知性を獲得したと主張する生物は、生存競争における進化の産物として創造されなければならず、いくつかの生物学的前提条件(発達した脳、指のある手のひらを持つ上肢の相対的な自由度)を備えていなければなりません。集団生活の形態。
人間は生物学的進化の最高の産物です。 生命そのものが現れなければ、彼は現れなかったでしょう。 生物以外の生命が出現する可能性はあるのでしょうか? ここで、人生とは何かを考えてみましょう。
ご存知のとおり、私たちの周りにあるものはすべて常に動き続ける物質です。 この運動中に、物質の要素が衝突し、バラバラに飛び散ります。 さらに、結合した元素のエネルギーが結合前の元素のエネルギーの合計より小さい場合、結合は安定になります。
このようにして、素粒子から原子が生じ、原子から分子が生じます。 星、惑星、結晶などの原子や分子から。 場合によっては、特殊な条件下では非常に大きな分子が発生することがあります。 しかし、分子が大きくなるほど安定性が低下するため、すぐに崩壊してしまいます。
ただし、分子がテンプレートのようなものであり、その上に原子が集合して同じ分子が形成される場合も考えられます。 この場合、そのような分子の数は、プロセスを生命の出現に近づけるいくつかの特性を備えた他の同様の分子が出現する可能性が非常に高い値まで増加する可能性があります。
したがって、生命は主に複雑な分子の自己複製であるか、または レプリケーション。 たとえば、アカデミアン V.S. トロイツキーが提案しているように、人生のより詳細な定義を与えることができます。 生命は、分子の状態によってコード化された、外部環境との物質、エネルギーおよび情報の交換によってサポートされる、高度に組織化された自己再生的な物質の状態です。
レプリケーションプロセスを可能にするためには、どのような基本条件が存在する必要がありますか? まず、他の原子や分子が分子のどの部分にも自由にアクセスできるように、分子は直線状でなければなりません。 ポリマー分子がこれに最もよく対応します。 化学で知られているように、ポリマー鎖を形成できるすべての原子のうち、炭素と、程度は低いもののシリコンだけが知られています。 多くの状況により、シリコンは自然に生成され複製の可能性をもたらすポリマー分子の基礎となることができません。 第二に、原子や分子が動き、活発に相互作用する環境がなければなりません。 そして、この媒体は水だけです。 さらに、一定の温度と圧力が必要です。 分子の重合と複製に必要な物質はすべて水に溶解する必要があります。
ご覧のとおり、条件はかなり限られています。 同時に、(少なくとも私たちの宇宙では)複製プロセスの発生は、物質の結晶形態でも、特にプラズマ形態でも不可能であり、次の形態でのみ可能であることも理解できます。ポリマー炭化水素分子の一種。 つまり、生命は有機的でしかあり得ないのです。
したがって、心は有機生命体の進化的発展の産物です。 知性を獲得したと主張する生き物は、高等霊長類にしかなりえません。 したがって、擬人化された生き物だけが知性の担い手となり得るのです。 このアプローチは科学界で一般的に受け入れられています。
しかし、人類の祖先は古代の霊長類ではないという意見もあります。 じゃあ誰? 人間は7000年前に神によって粘土から創造されたという意見にこだわるのはやめましょう。 この仮説を堅持する人はこの本を読まないでしょう。 パンスペルミアの仮説、つまり人類の祖先が宇宙から持ち込まれたという意見については(ここにはさまざまな意見があります。人類はすでに現代的な形態になっているか、あるいは生命そのものがある段階で存在しているかのどちらかです)、ここで私たちは次のように尋ねることができます。次の質問: そして、宇宙では、それはどのように現れましたか? それ自体であれば、何らかの形で地球よりも優れた条件がそこにあるはずですが、何があるかは不明です。 そこに命や人がもたらされたとしたら、またどこから、そして私たちは悪い無限に落ちます。
私たちが宇宙人の祖先であるという意見があります。 さて、まず、ここでも私たちは悪い無限の中にいることに気づきます。 そして第二に、私たちの体の初歩的な解剖学的、生理学的、細胞学的、その他の分析は、私たちが血肉であり、私たちの生き物の性質の一部であることを言うのではなく、叫ぶのです。
私たちと類人猿が共通の祖先を共有しているという考えを本当に好まない人もいます。 さて、これについては何と言えますか? 彼らが毛皮で覆われているのが好きではありませんか? そして、毛のない私たちが好きかどうかサルに尋ねてください。 おそらく彼らにとって、毛皮のない私たちを見るのは、私たちが皮膚のない人間を見るのと同じです。
そして一般的に、なぜ私たちは実際に優れているのでしょうか? 結局のところ、地球上にはこれ以上悪意があり、貪欲で、残酷な生き物はいないのです。 結局のところ、こう言われました - 「人は地の上を歩き、その後ろには砂漠が残る。」
地球上には、これほど狂乱、憎しみ、快楽を持って、終わりのない戦争で同族の大衆を絶滅させるような生き物は一人もいません。 そして、短期間の平和では、最初の機会に隣人に危害を加えたいという欲求はありませんでした。 ですから、全く不当な軽蔑によって私たちの小さな兄弟たちを怒らせないようにしましょう。
ヒトはその外見(これを表現型といいます)がヒトとは大きく異なることから、高等霊長類からのヒトの起源について疑問を抱く人も少なくありません。 どうやら、これは、私たちを隔てる時間の長さと、進化の過程における生物の外観の可変性を保証する柔軟性を認識するのが簡単ではないという事実から来ているようです。 本当に、ペットを見てください。 これらはすべて人間によって飼育されたものですが、その外見は野生の祖先とは大きく異なり、いわば別の種となっています。 たとえば、愛犬とオオカミの共通点はほとんどありませんし、現代の馬とプゼワルスキーの馬との共通点はまったくありません。
考古学および古生物学のデータによると、人類の歴史は数十万年に及びます。 そして、L. リカによるジヤントロプスの頭蓋骨とその近くの石器の発見により、人類の歴史は長くなり、ほぼ 200 万年にまで延びました。
したがって、この章の結論として、もし私たちが何らかの地球外文明を探しているのであれば、それは擬人化された生き物、あるいは簡単に言えば、人間ができるほどの知能に達した人間を探しているということを決めましょう。文明を生み出します。
さらに、文明とは、物質の運動の社会的形態、社会的精神を形成する多くの個人からなる本質的に新しい生命体である知的生命体の組織における特定の段階を理解しています。 あるいは、V.S. トロイツキーの定義によれば、 文明は、情報、エネルギー、質量の交換を使用して、彼らの生活と進歩的な発展をサポートする行動と手段を開発する知的存在のコミュニティです。
もちろん、森の中でキノコを探すように、同じ地球外文明を探すことはできません。 しかし、少なくとも地球外文明がそもそも存在し得るかどうかについて考えることはできます。 より正確に言えば、地球の外に文明が発生し得るような条件が存在する可能性があるだろうか。

第 2 章 地球外文明の存在の可能性をどのように判断するか

人間は万物の尺度である。

すでに述べたように、文明が発生するには適切な条件が必要です。 どこかにはこれらの条件が存在するかもしれませんが、どこかには存在しないかもしれません。 一般的に言えば、これは偶然の問題です。 そして、事故にはある程度の確率が伴います。 確率の問題は科学全体です。 しかし、私たちの目的のためには、この科学をすべて研究する必要は特にありません。 ただし、この科学にまったく馴染みのない人のために、いくつかの質問について考えてみましょう。
それでは、コインを受け取りましょう。 投げて表か裏か見てみましょう。 表かもしれないし、裏かもしれない。 これを予測することはできません。 イベントの可能性も同様です。 よく言われるように、五分五分、あるいは五分五分です。 チャンスは平等です。 確率理論では、この場合、たとえば表が出る確率は 1/2 に等しいと言われています。
さて、宝くじを買うことにした場合、たとえば車が当たる確率はどれくらいでしょうか。 たとえば、宝くじが 100 万枚発行されていることがわかっています。 20台の車が募集中です。 20 を 100 万で割って、宝くじを 1 枚購入した場合に車が当たる確率を求めてみましょう。 つまり、そのようなイベントが発生する確率は 20/1,000,000、つまり 2/100,000 です。 これらの数値をよりコンパクトにするために、2× 10 -5 のように書きます。 ここで ( - ) は分母を意味します。 A (5) - 100,000 を得るには、10 を何回掛ける必要がありますか。 1000 (10 3 に等しい) に 100 (10 2 に等しい) を掛けると、100,000、つまり 10 5 が得られます。 つまり、数値が 10 の累乗の形式で乗算される場合、その累乗の指数が加算されます。 または: 10 3 ×10 2 =10 5。
宝くじを 50 枚購入すると、当選確率は増加し、次のようになります。 50×2×10 -5 = 100×10 -5 = 10 2 ×10 -5 = 10 -3。 それは千に一度のチャンスだ。 私たちが勝つ確率は50倍になりました。 もし、一台の車が売りに出されていて、私たちが宝くじをすべて買ったとしたら、その車は(もちろん、これが詐欺ではなく正当な宝くじであれば)当然私たちのものになります。 つまり、私たちが勝つ確率は 1 に等しくなります。
ここで、宝くじが 2 段階で行われるとします。 合計で 100 万枚のチケットが発行され、そのうち 1,000 枚で第 2 ラウンドに参加する権利が与えられ、実際に 20 台が抽選されます。 次の表記を導入しましょう: B 1 – 第 2 ラウンドに参加する権利を与えるチケットが当たる確率、B 2 – 第 2 ラウンドで車が当たる確率。
合計確率を取得するには、確率 B 1 と B 2 の値を加算する必要があります。 これを行うには、確率 B 1 と B 2 が乗算されます (「足すには、乗算する必要がある」ということがどれほど奇妙に聞こえるかもしれません)。 つまり、B = B 1 × B 2 となります。 実際、B 1 = 10 3 /10 6 = 10 -3 です。 B 2 = 20/10 3 = 2 × 10 -2。 B = B 1 × B 2 = 10 -3 × 2 × 10 -2 = 2 ×10 -5。 つまり、1ラウンドでくじを引くのと同じ確率です。
これは大まかに、文明が発生し得ない個々の条件の発生確率を合計することによって文明の発生確率を決定する方法です。
おそらく、地球外文明の問題全体に対する主な公式は、「ドレイクの公式」と呼ばれる単純な関係式です。

どこ N– 私たちと一緒に宇宙に存在する高度に発達した文明の数、 n– 宇宙の星の総数、 P 1 – その星に惑星系がある確率、 P 2 – 地球上に生命が出現する確率、 P 3 – この生命が進化の過程で知的になる確率、 P 4 - 知的生命体が文明を創造できる確率、 t 1 – 文明が存在した平均期間、 T– 宇宙の年齢。
式は簡単です。 本質的に、これは確率を加算するための式であり、私たちはその方法を知っています。 そこに含まれる数量、特にリストされた確率を判断することは困難です。 科学が発展するにつれて、ドレイクの公式の要素は明らかに減少する傾向があります。 もちろん、それらを正確に判断することは不可能です。 少なくとも大まかに決定できれば非常に良いです。 1 桁、つまり 10 倍程度の精度です。 しかし、そのためには非常に努力する必要があります。 そして、宇宙、銀河、星、惑星、地球、そしてそこに住む生命について、少なくとも少しは知ることから始めましょう。 だから勇気と忍耐を持って前に進みましょう。

第3章 この猛烈な宇宙

私たちの上には星の深淵が満ちており、
星には番号がない、深淵の底。
M.V.ロモノーソフ

月のない晴れた夜に、そして大都市から遠く離れた場所でさえ、無数の星が点在する宇宙の底知れぬ深淵を覗き込んで、畏怖の念を抱いたことがない人はいないだろう。 この絵は永遠で不変であるように思えます。 しかし実際には、宇宙は独自の神秘的だが嵐のような、時には劇的な人生を送っています。

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ここ数十年の発見により、私たちは宇宙の全体像を多かれ少なかれ完全に想像できるようになりましたが、それについてはここで簡単に説明します。 したがって、私たちは地球という惑星に住んでいます。 それは太陽の周りを回る惑星系の一部です。 太陽は、天の川銀河を形成する局所星系を構成する星の 1 つであり、一般的には普通の星です。 そのような (そしてそれだけではない) 銀河がたくさんあります。 私たちに最も近い銀河の 1 つはアンドロメダ銀河です。 銀河がまだ発見されていなかった頃、銀河は星雲と考えられていたため、この名前が付けられました。 そしてそれはアンドロメダ星座にあります。 銀河は楕円形、渦巻き状、不規則な形をしています。 私たちの銀河とアンドロメダ銀河は渦巻銀河に属します(写真1)。 アンドロメダ星雲を見ると、これが私たちの銀河であると想像できます。 そして、ほぼ円が描かれている場所にいます。 近くにある数十の銀河が局所星系を構成しています。 すると広大な虚空が広がる。 さらに、他の銀河系も発見されました。 蜂の巣のように配置されています。 写真2は、文字通り銀河が点在する画像を示しています。 そして、私たちの天文機器の能力の限界まで続きます。

写真2

彼らは、空間、したがって宇宙は無限であると言います。 そして時間には始まりも終わりもありません。 ここで何かを議論するのは難しいです。 それはおそらく本当です。 この場合、文明の数は無限になります。 そして、ここで話すことは何もないようです。 それにもかかわらず、少なくとも私たちの宇宙について話すことを可能にするために、空間と時間の制限を探す理由があります。 そして、そのような限界があります。 しかし、これらの限界の本質を理解するには、少し脱線して赤方偏移の概念を理解する必要があります。 これを行うには、まずスペクトル分析とドップラー効果とは何かを思い出してください。

スペクトル分析。 虹を見ない人はいないでしょう。 また、学校の物理学の授業で、ガラスのプリズムに光を通すと虹が見えることもわかっています (図 1)。 このような実験を初めて行ったのはニュートンであると考えられています。 私たちはおそらく、虹の色の配置を説明する「すべての狩人はキジがどこへ行くのか知りたがっている」という格言を覚えているでしょう。 そしてもちろん、これは光が電磁波であるためであることを私たちは知っています。 原理的には、これらは私たちがテレビを見たりラジオを聞いたりする電波と同じ波ですが、周波数がはるかに高く、波長がはるかに短いです。

物体が非常に熱くなると、光、つまり光の範囲の電磁波も放射されます。 私たちは、体が原子と分子で構成されていることを知っています。 そして、原子は原子核とその周りを回転する電子から構成されています。 したがって、加熱されると、原子は運動エネルギーを獲得し、ますます速く移動し、一部の電子はより多くのエネルギーが必要な他の軌道に移動します。

図1

暖房をやめると体は冷えてしまいます。 この場合、電子は量子と呼ばれる小さな電磁波の形で過剰なエネルギーを放出し、元の軌道に戻ります。 実は、体は温められるとエネルギーを発します。 したがって、電球などの輝きを維持するには、常に電流を流す必要があります。 広い意味では、科学者は私たちが話した虹をスペクトルと呼びます。これは、異なる周波数の波が屈折中に異なる方法で偏向されるために形成されます。 この現象が分散と呼ばれていることをおそらく覚えているでしょう。

電子が軌道から軌道へ移動するとき、厳密に定義された波長の量子を吸収または放出します。 この波長は、電子がどの軌道を占めるかによって決まり、一般的には原子が持つ電子の数、つまり原子が周期表のどの元素に属するかによって決まります。

たとえば、酸素は同じ波長を持ちますが、ナトリウムはまったく異なる波長を持ちます。 虹を見ると、私たちはそれをある色から別の色への連続的な変化として見ます。 これは、放射と再放射のプロセスが非常に複雑であり、スペクトルの個々の成分を分離することが難しいためです。 このようなスペクトルは連続スペクトルと呼ばれます。 しかし、何らかの対策を講じれば、スペクトル内の個々の線を検出できます。 そして、スペクトルは線と呼ばれ、線自体はスペクトル線と呼ばれます。 各化学元素のスペクトル線は完全に個別です。 したがって、望遠鏡を使用して星から得られるスペクトルを見ることで、そこにどのような化学元素が存在するかを正確に知ることができ、その明るさからそれらの相対量を推定することができます。
スペクトル手法は、天文学と天体物理学の両方において主要な手法の 1 つとなっています。 これらはさまざまな地上技術で広く使用されています。
ドップラー効果。 私たちは学校でこの影響を経験しましたが、忘れてしまった人たちに思い出させておきます。 電車に乗っているときに、別の電車が近づいてきて、運転士がクラクションを鳴らしていると、最初に高い音が聞こえ、機関車が通り過ぎると音が低くなることを誰もが覚えているでしょう。 。 これは、音の発生源 (または電磁振動を含む他の振動) が観測者に近づくと、受信される振動の周波数が大きくなり、音源が観測者から離れると、受信される振動の周波数が小さくなるからです。
電磁振動の光の範囲では、これは物体から受け取るスペクトルのスペクトル線のシフトとして現れます。
赤方偏移。 1912 年、V. スライファー (米国) は遠方の銀河のスペクトルを取得し始めました。 数年間にわたって、41 個の天体のスペクトルが取得されました。 36 件の場合、スペクトルの線が赤方偏移していることが判明しました。 この変化をドップラー効果で説明するのが最も自然だと思われます。 スペクトル線が赤色側にシフトすると、結果として生じるスペクトル線の周波数が減少し、これは銀河が私たちから遠ざかることを意味します。 この効果は赤方偏移と呼ばれていました。
1923 年末、ハッブルはアンドロメダ星雲までの距離を推定し、すぐに他の銀河までの距離を推定しました。 その後、彼は銀河が遠ざかる速度と銀河からの距離との関係を見つけようと試みた。 1929 年、ハッブルは 36 個の銀河のデータに基づいて、銀河の速度 (またはそれに対応するスペクトルの赤方偏移) が銀河までの距離に正比例して増加することを証明することができました。 他の科学者によって定量的な観点からの説明も含めて数多くの解明が行われた後、銀河の後退の事実は一般に受け入れられるようになりました。 彼は、私たちの宇宙は拡大していると言っています。
しかし、銀河が私たちからあらゆる方向に散らばっているという事実から、私たちの銀河が宇宙の何らかの中心的な位置を占めているということにはまったくなりません。 これは非常に簡単な例で確認できます。 ゴム糸を用意して結び目を作ります。 糸を2回伸ばしましょう。 その結果、隣接する 2 つのノード間の距離も 2 倍になります。 この場合、各ノードは同等の権利を持ち、それに関連して、糸を伸ばすときの他のノードの移動速度は、ノードが互いに離れるほど大きくなります。 銀河も同様に動作します。
銀河が遠ざかっているということは、以前は銀河が互いに近かったことを意味します。 そしてかつて、宇宙全体が、点ではないにしても、非常に小さなものに圧縮されました。 そして、その後、ある種の大爆発、または科学者の間で一般的に呼ばれているビッグバンが起こりました。 銀河が遠ざかる速度がわかれば、ビッグバンからの経過時間を計算することもできます。
今回の計算問題はそれほど単純ではありません。 そこには多くの問題があります。 興味のある方は文献で詳しく知ることができます。 たとえば、本の最後に載っていたもの。 ここで、正確な値は誰も知らないと言っておきますが、一般に科学者たちは130億年から200億年という時間について同意しています。 これはすでに、文明の可能数を決定するタスクにとって最も重要な初期データの 1 つです。
宇宙のおおよその年齢がわかれば、そのおおよその寸法を決定することができます。 さらに、宇宙のサイズを大まかに制限する可能性は他にもあります。
第一に、銀河が私たちから遠ざかるほど、銀河は私たちから逃げる速度が速くなり、そのスペクトルは赤色側にシフトし、最終的には銀河は光の領域、さらには赤外線でも見えなくなります。
第二に、宇宙の規模を推定するさらに興味深い機会が見つかりました。
宇宙怪獣。 第二次世界大戦後、レーダーがすでに発明されていたため、電波望遠鏡も天文学に使用され始めました。 彼らの助けにより、さまざまな電波源が発見され、その中には 1963 年までに最初に「電波星」と呼ばれた 5 つの宇宙電波放射の点源が知られるようになりました。 しかし、この用語はすぐにあまり成功していないと認識され、これらの電波源は準恒星電波源、または略してクエーサーと呼ばれるようになりました。
天文学者は、クェーサーのスペクトルを研究することにより、クェーサーが一般に既知の最も遠い宇宙物体であることを発見しました。 現在、約 1,500 個のクエーサーが知られています。 それらの中で最も遠いものは、私たちから約150億光年離れています。 (念のため言っておきますが、光年とは光が1年間に進む距離のことです。光の速度は秒速約30万キロです。)同時に最速でもあります。 彼は光の速さに近い速度で私たちから逃げています。 したがって、私たちの宇宙の大きさは半径 150 億光年に制限されていると受け入れることができます。 142 000 000 000 000 000 000 000 キロメートル
クエーサーについて話しているので、クエーサーについてもう少し詳しく説明します。 普通のクエーサーでさえ、数千億の星からなる最大の銀河よりも数十倍、数百倍強い光を放射します。 クエーサーは、X線波から電波に至る電磁波の全域で放射するのが特徴です。 平均的なクエーサーでさえ、3,000 億個の星よりも明るいです。 予想外なことに、クエーサーの明るさは数週間、数日、さらには数分という非常に短い期間で変化することが判明しました。 世界には光より速いものはないので、これはクエーサーのサイズが非常に小さいことを意味します。 結局のところ、クェーサー全体の明るさが変化するため、これは単一のプロセスであり、光速を超える速度でクェーサー全体に広がることはできないことを意味します。 たとえば、明るさの変化周期が 200 秒のクエーサーは、直径が地球の軌道の半径以下であり、同時に 3,000 億個以上の星から光を発する必要があります。
クエーサーの性質についてはまだ合意が得られていません。 しかし、それらは私たちから非常に離れているので、光は最大150億光年の時間で私たちに到達します。 これは、約 150 億年前、つまりビッグバン後に我が国で起こったプロセスが見られることを意味します。
現在、私たちの宇宙の半径は約 150 億光年であると言えます。 上で述べたように、これに基づくと、その年齢は約 150 億年です。 文献にはこう書いてあります。 確かに、私は個人的にこれについては疑問を持っています。 実際、クェーサーが私たちに光線を送るためには、それが私たちが目にする場所にすでに存在している必要があります。 したがって、彼自身が光の速度で移動した場合、彼は同じ150億年以内にビッグバンの地点から飛行するはずです。 したがって、宇宙の年齢は少なくとも2倍、つまり300億年はあるはずです。
宇宙の果てに位置する物体の特性の測定は、天文機器の能力の限界内で実行されることに注意する必要があります。 さらに、科学者間の議論はまだ終わっていない。 したがって、与えられた数値の精度は非常に相対的なものになります。 この点に関して、前の段落での私の発言を考慮して、さらなる計算には、ほとんどの出版物で言及されている数値を使用します。 つまり、宇宙の半径は100億光年、年齢は200億年です。
これらの制限を超えるものはわかりません。 私たちには決して分からないかもしれません。 したがって、そこに何があるかは私たちには関係ありません。 そして、何もないと仮定することができます。 したがって、私たちの宇宙は宇宙全体です。
宇宙の大きさと年齢が決まったので、宇宙を満たしているものを簡単に見てみましょう。 一般的には、ほぼ空です。 信じられないほど巨大な空の空間には、銀河団が時折点在しています (写真 2)。今日、最大の望遠鏡は宇宙全体の銀河を検出でき、その数は約 2 億個であると推定されています (最大 15 億個と信じる人もいます) ) 銀河、それぞれは数十億の星で構成されています 銀河団のグループと超銀河団は、主に比較的薄い層または鎖の中に位置しています。 層と鎖が交差し、互いに接続し、不規則な形の巨大な細胞を形成します。その中には事実上銀河がありません。
銀河は楕円形、渦巻形で、不規則な形をしているとすでに述べました。 楕円銀河は若い銀河、渦巻銀河は中年銀河、不規則銀河は古い銀河であると考えられています。 他の意見もあります。
ここで推測する理由はありますが、最初にブラック ホールの概念について詳しく説明します。
ブラックホール 。 「ブラックホール」の概念は主にアインシュタインの相対性理論に基づいています。 しかし、この理論はそれほど単純ではないので、この概念をより簡単な方法で説明してみます。
まず第一に、私たちは重力が何であるかを知っています。 少なくとも、グラスを投げると地面に落ちることはわかっています。 地球は彼を引き寄せます。 一般に、質量を持つすべての物体は互いに引き付けられます。 光にも質量があります。 ストレトフ氏はまた、光が照らされた体を圧迫していると判断した。 確かに、光はエネルギーを持った電磁波です。 そして、アインシュタインの方程式 - E = mс 2 によれば、エネルギーは質量 m を持ちます。 したがって、光も質量に引き寄せられます。 たとえば、光線が惑星や恒星を通過する場合、光線はその方向に偏向されます。 さらに、星が光を引き寄せれば引き寄せるほど、光は偏っていきます。
非常に強い重力があるため、光が星に落ちるだけでなく、光放射の量子さえも星から離れることができない可能性があります。 そして、光だけでなく、そのような強力な重力があれば、体から離れることはできません。 すべては彼女に降りかかるだけだ。 これを重力崩壊といいます。 この天体は、オトン(GTR - 一般相対性理論の略語から)、または単に「ブラック ホール」と呼ばれます。
それにもかかわらず、何かがブラックホールを残すプロセスはまだ存在します。 ここで私たちはすでに量子力学の分野に侵入しています。 一般に、量子力学は、素粒子物理学の分野におけるいくつかのあまり明確ではない物理現象を数学的に記述することを可能にする一連の式です。 これらの現象の本質は、物理学者自身にもあまり明らかではありません。
原理的には、量子力学の効果は、素粒子が粒子であり波でもあるという事実によって発生します。 また、粒子が小さいほど波動的な性質を示します。 さらに、非常に小さな粒子は小さなボールのようには見えません。 まるで一定の確率で別の場所に出現するようだ。 さらに、彼らを止める障害物はありません。 しかし、ほとんどの場合、それらは 1 か所にあります。 この効果は「トンネル効果」と呼ばれ、テクノロジーで利用されています。 たとえば、ツェナーダイオードです。 これは特殊な半導体ダイオードで、コンピューターやテレビの電源に含まれる電圧安定器によく使用されます。 つまり、ブラック ホールの寸法は比較的小さいですが、質量は膨大です。 したがって、非常に小さな素粒子は、その量子の性質により、ブラック ホールの外に出てしまい、そこに戻らない可能性があります。 これをブラックホールの蒸発と呼びます。 ブラック ホールには独自の重力場、磁場、電場があり、高速で回転するため、蒸発する粒子はブラック ホールの周囲に球対称の殻を形成せず、むしろ 2 つの反対方向にジェットを形成します。
ブラックホールが小さい場合、非常に早く蒸発します。 それが非常に大きく、ブラック ホールに降り注ぐ新しい質量の流入 (これは降着と呼ばれます) が蒸発を補う場合、ブラック ホールは非常に長期間存在することができます。 同時に、蒸発によりブラック ホールの周囲に現れる物質の質量が、ブラック ホールに落下する質量を補います。 銀河の基礎となるのは巨大なブラックホールです。
銀河。 先ほど述べたように、銀河には写真3、4、5に示すように、主に楕円形、渦巻銀河、不規則銀河の3種類があります。写真6に示すように、非常に奇妙な形をした銀河もあります。
銀河の起源と発展についてはさまざまな意見があります。 多くの科学者が同意し、私が個人的に気に入っているそのうちの 1 つを紹介します。

写真3 写真4 写真5
写真6

したがって、ビッグバンの初めには、すべての物質は放射線、つまり非常に高い周波数とエネルギーの量子の形をしていました。 それらは膨張するにつれて素粒子を形成し始め、そこから水素原子が形成され始めました。 ガスの密度は依然として非常に高かったが、重力の不安定性により、ガスは別々の圧縮体に分離し始めた。 超大質量星が形成され始め、急速に進化を始め(星の進化については次のセクションで説明します)、ブラックホールに変わるほどに収縮しました。
トンネル効果により、ブラックホールは蒸発し始めました。 その周りに素粒子の雲が形成され始め、それらが結合して水素原子を形成しました。 ガスの重力圧縮により星の出現が起こり、ブラックホールとともに銀河を形成します。
その巨大な質量にもかかわらず、ブラック ホールのサイズは小さく、ブラック ホールを囲む星々によってブラック ホールは見えません。 したがって、ブラックホールを見ることは不可能です。 宇宙の初期膨張中、宇宙では非常に暴力的なプロセスが起こりました。 その結果、ブラックホールの原因となったガスの凝縮が回転した。 圧縮されるにつれて、回転はますます速くなりました。 おそらく誰もが、スケーターが手を押しながらより速く回転するときのこの効果を見たことがあります。 最終的に、ブラック ホールは非常に速く回転する傾向があり、よく知られた頂上のように動作します。 子供の頃にコマで遊んだ人は、コマを傾けようとすると、不思議なことにコマは従わず、傾けようとしている方向ではなく、90度の角度で傾くことを覚えているでしょう。度。 この効果は歳差運動と呼ばれます。
したがって、ブラックホールは、それによって生成された物質との機械的相互作用により、ゆっくりと回転します。 したがって、そこから流れる質量の流れもゆっくりと回転します。 これが銀河の渦巻き構造が形成される理由です。
一般に、ブラックホールの大きさ、回転速度、電場と磁場の特性は一定の範囲内で大きく異なり、それが銀河の多種多様な外観を生み出します。 銀河の平均的な外観は、私たちからの距離によっても異なります。これは、遠くに見えるほど、宇宙のプロセスがより早く行われるためです。 特に、クエーサーはブラックホールの誕生過程である可能性が非常に高いです。 写真6に示されているのはこのような銀河です。
私たちが銀河を見るのは、銀河が光、つまりエネルギーを発しているからです。 したがって、銀河はエネルギーと物質をどんどん失い、老化していきます。 時間の経過とともに、ブラックホールに落下する物質と蒸発した物質のバランスが崩れます。 ブラックホールは質量を失い、最終的には完全に蒸発し、不規則な形の銀河が見えます。 銀河は滅びつつあります。

第4章 星の世界

この本の目的には、星の物理学についての詳細な考察は含まれていません。 ここでは、それらの中で発生するプロセスの一般的な概要を説明します。
私たちは子供の頃から、私たちの周りの星空の世界が驚くほど多様であるという事実に慣れてきました。 望遠鏡で観察すると、この多様性がさらに印象的であることがわかります。 基本的に、この多様性は、第一に、私たちがそれらを観察する年齢によって、第二に、星の質量によって決まります。 したがって、質量は太陽の質量の 100 分の 1 から数十太陽質量まで変化します。
原理的には星の寿命は同じです。 まず、星間ガスと塵(主に水素)の圧縮体が形成され、次に重力圧縮により巨大な水素球が形成されます(図2A)。 収縮すると、このボールの中心の圧力が増加し、同時に温度も上昇します。 この効果は、ハンドポンプで自転車やフットボールのチューブを汲み上げたことのある人にはよく知られており、学校の物理学の授業で断熱圧縮とは何かを覚えている人もいるでしょう。
温度が数億度のオーダーの値に達すると、水素原子の原子核が結合し始めてヘリウムに変わります(いわゆる陽子-陽子サイクル反応)、熱核融合が始まり、星が点灯します(図) .2BおよびC)。 これは、すべての水素が燃え尽きるまで存在する星の基本的な状態です。 私たちの太陽はこの状態にあります。

B G D
図2

水素がほとんど燃え尽きると、星はさらに収縮し、中心の温度はさらに上昇し、ヘリウムから炭素を合成する反応が始まります。 次に、ヘリウムが炭素と結合して酸素原子核が形成され、さらに重い元素が増えて鉄が形成されます。 鉄は安定した元素です。 合成中も核分裂中もエネルギーは放出されません。 したがって、星の一生はここで終わります。 ただし、これらのプロセスの性質は星の質量に応じて大きく異なります。

写真7

星の質量が太陽の質量の 0.85 倍未満の場合、星の中の水素は数百億年かけて燃え尽きます。 したがって、私たちの銀河の形成後に出現したものでさえ、現在も燃えており、非常に長い間燃え続けるでしょう。 太陽質量0.85から5の星はさまざまな速度で進化し、その終わりに惑星状星雲の形で殻を脱ぎ捨て(図2の段階Dと写真7)、白色矮星に変わります(図2D) )。 太陽質量の5倍以上の比較的少数の大質量星については、その進化の性質(他の低質量星よりもはるかに速い)は、上記のものとは根本的に異なります。 それらのほとんどは大爆発でその存在を終わらせますが、これは天文学者によって超新星爆発の現象として時々観察されます。

このような爆発の結果として、中性子星や、頻度は低いもののブラック ホールが形成され、非常に早く蒸発します。 このような爆発の結果の例を写真 8 に示します。どちらの場合も、爆発によって放出された物質は星雲に変わります。 星雲は周囲の空間で非常に早く消散します。 これらの星雲は主に水素で構成されています。 したがって、私たちの銀河の恒星集団は、他の銀河と同様に、遷移型の星と安定型の星という 2 つの主要なクラスの星で構成されています。

写真8

1 つ目のタイプには巨人が含まれ、2 つ目のタイプには、主要なクラスの星 (太陽に似た星)、太陽よりも質量が大幅に小さい赤色矮星、白色矮星、中性子星が含まれます。
第一級の星は、存在する期間が非常に短いため、惑星系の出現には影響を与えません。 したがって、私たちはそれらの考慮事項については詳しく説明しません。
二流星についてもう少し詳しく見てみましょう。 したがって、赤色矮星は原理的には太陽と同じ星ですが、質量が大幅に小さいのです。 そこで水素が燃えてヘリウムに変わります。 しかし、この変化のプロセスははるかにゆっくりと進行するため、その寿命はビッグバン直後に形成されたものであっても依然として輝くほどです。 また、惑星系の形成に顕著な役割を果たす可能性は低いです。
私たちの太陽に似た星が銀河の主な人口です。 すべての星の約90%を占めると考えられています。 彼らの寿命は約150億年です。 私たちの太陽の年齢は約 70 億年です。 新しい星として爆発するまで、まだ約70億年あります。 したがって、近い将来にそのような大惨事が起こることを恐れる必要はほとんどありません。
太陽の半径は696,000km、質量は1.99×10 33 g、平均密度は1.41 g/cm 3 です。 太陽の表面の温度は 5806 K (K はケルビン度です。0 ケルビンは摂氏 -273 度に相当します)。
星の中での熱核反応が鉄で終わると、その生涯の最後の弦が起こり、爆発し、初期質量に応じて白色矮星、中性子星、またはブラックホールに変わります。 私たちの太陽は白色矮星に変化し、惑星状星雲を形成します。
白色矮星は主に鉄で構成されています。 高度に圧縮されています。 その半径は約5000km、つまり地球とほぼ同じ大きさです。 さらに、その密度は約4×10 6 g/cm 3 であり、つまり、そのような物質の重さは地球上の水より400万重いです。 その表面温度は10000Kです。 白色矮星は非常にゆっくりと冷えていき、世界の終わりまで存在し続けます。
中性子星は、原子核が融合して一種の超巨大な核になるまで圧縮されています。 それが中性子と呼ばれる理由です。 中性子だけで構成されているようです。 その半径は最大20kmです。 中心の密度は 10 15 g/cm 3 です。 その質量、したがってその重力場は太陽よりも若干大きいですが、その寸法はほぼ小型小惑星の大きさです。
ブラックホールに関しては、非常に早く蒸発します。 次に彼らに何が起こるかは科学的にはよくわかっていません。 蒸発した後は単に消滅するだけであり、惑星系の形成の可能性には何ら影響を及ぼさないと仮定します。
白色矮星と中性子星は、サイズが小さく温度が比較的低いため検出が困難であるため、星の総数は太陽に似た主要な種類の星から大まかに計算できます。 私たちの銀河系の直径は10万光年と推定されています。 その平均の厚さは6000光年です。 同時に、星の数は - 10 10 に達します。 銀河は 1 億 8,000 万年ごとに中心の周りを 1 回転します。 他の星に対する星の平均速度は約 30 km/s です。
現在、宇宙にある銀河の数は 2 億個と推定されています。 したがって、宇宙の星の数は 2×10 8 ×10 10 または 2×10 18 と見積もることができます。 ビッグバンから約200億年が経過し、主級星の寿命が150億年であることを考えると、第一世代の星はすでに白色矮星になっていると考えられます。 そして白色矮星の数も同じ2×10 18 とみなすことができます。 中性子星を形成するのに十分な質量を持つ星の数は、平均的な大きさの星の10%未満です。 しかし、彼らは進化の過程を一桁速く進みます。 したがって、中性子星の数は白色矮星とほぼ同じであると考えられます。
星間の平均距離は、銀河内の位置によって異なります。 中心領域では、星の密度が渦巻きよりもはるかに高くなります。 太陽が中心にある半径 50 光年の想像上の球の内容を考えると、私たちが知っている星は約 1,000 個数えられます。 それらの間の平均距離が約 5 光年であることは簡単に計算できます。 もちろん、これらは非常に大まかな数字です。 しかし、私たちの目的のためには、それらに集中することができます。
さて、惑星系の出現の問題の考察に移りましょう。第5章 惑星系

太陽惑星系自体は非常によく研究されています。 また、観測天文学の方法だけでなく、惑星間自動ステーションを使用した直接研究も行われています。 私たちはそれがどのように機能するかをよく知っています。 しかし、それがどのようにして起こったのかについては、まだ合意が得られていません。 しかし、地球外文明の探索という観点からすると、これは非常に重要な問題です。
ルネ・デカルト (1596 - 1650) 以来、過去 300 年にわたって、太陽系の初期の歴史に関するさまざまな選択肢を考慮した数十の宇宙生成論の仮説が提唱されてきました。 惑星系の起源を考慮する理論では、次のことを説明する必要があります: 1) なぜすべての惑星の軌道が実質的に太陽赤道の面内にあるのか、2) なぜ惑星が円に近い軌道を運動するのか、3) なぜその方向が同じなのか太陽の周りの公転の速度はすべての惑星で同じであり、太陽の自転の方向と、惑星自体の自転の方向と一致します。 4) なぜ太陽系の質量の 99.8% が太陽上にあるのですか。惑星では0.2%の角運動量を持っているのに、惑星は太陽系全体の98%の角運動量を持っている、5) なぜ惑星は2つのグループに分けられ、平均密度が大きく異なるのか、6) なぜ惑星の物質はそのような角運動量を持っているのか鉄やウランなどのより重い化学元素からの化学元素が相対的に大量に含まれています。7) なぜ他の恒星の周囲で惑星系が確実に発見されなかったのでしょうか?
最もよく考えられるのは次の 3 つの仮説です。
1) 惑星は太陽と同じガスと塵の雲から形成されます (カント)、
2) この雲は、太陽が銀河の中心の周りを公転している間に捕らえられたものです (O.Yu. Schmidt)。
3) 進化の過程で太陽から分離しました (ラプラス、ジーンズなど)。 ただし、これらの仮説はどれも上記の質問すべてに答えるものではありません。 そこで、私たちは独自の仮説を立ててみることにしました。
知られているように、星の約 30% は複数の星系に含まれており、ほとんどの場合は連星系です。 70億年前に、太陽が小さい星である二重星系が形成されたと推測できます。 もう一方の星ははるかに大きかったため、すぐに進化発展を遂げて爆発し、超新星となってその場所に中性子星を残しました。 その後、何らかの理由でこの中性子星が崩壊しました。 その破壊の唯一の理由は、白色矮星以外の天体である可能性が低い、かなり密度の高い物体、つまり鉄星との衝突でした。
白色矮星は太陽・中性子星系のすぐ近くを通過したため、太陽・中性子星系の重力場に捕らえられた。 同時に、中性子星と白色矮星が相互に回転する過程で、衝突するほど接近したり、中性子星の重力場が大きく変形して安定性を失ったりしました。 大爆発が続いた。
中性子星も白色矮星も崩壊した。 おそらく太陽も同時に苦しんだのでしょう。 王冠の一部がもぎ取られていました。 爆発の生成物がその99%が太陽の近くを離れるほどの速度を得たことは確かである。 そして、爆発の中心領域の約1パーセントだけが太陽の重力の影響の領域に残り、さまざまなサイズの破片とガスの円盤を形成しました。
さらに、太陽風の影響で、ガス成分が円盤の周縁部に押しやられました。 デブリは当初、異なる楕円軌道を描いて移動していました。 しかし、他の破片と衝突したり結合したりすることで、それらはますます円に近い軌道を獲得し始めました。 そして、その破片が結合すると、惑星が形成され始めました。 さらにシュミットの仮説によると。 やがて、惑星が形成されました。 さらに、より遠いものは、周囲の固体の小さな惑星上での水素とその化合物(メタン)と窒素の凝縮によって形成されました。
この仮説は、上で提起されたすべての質問に答えます。 惑星の物質中の重元素の含有量が異常に高いという問題も含まれます。 実際、白色矮星は主に鉄で構成されています。 そして、惑星の深部には大量の鉄が存在します。 中性子星が崩壊すると、ウランを含む周期表上の元素のスペクトル全体が生成されました。 この仮説は隕石と彗星の起源を説明します。 たとえば、隕石は鉄隕石 (5.7%)、石質コンドライト (85.7%)、および石質エイコンドライト (7.1%) の 2 つの主なタイプで表されることが知られています。 さらに、鉄隕石は、半径 100 ~ 200 km の物体の深さで形成される結晶構造を持っています。 つまり、大きな小惑星であるということです。 岩石コンドライトが形成された物体も同じ寸法を持っていました。 つまり、それらは白色矮星と中性子星の残骸から形成された天体から形成されました。
上記のような大災害は非常にまれです。 少し後で、そのようなイベントの確率を計算します。 少なくとも今では、惑星系が非常にまれであり、まだ確実に発見されていない理由が理解できます。
ここで (縮尺は正確ではありませんが)、惑星系は図 3 に示すものとほぼ同じように見えます。 崩壊した星の破片は、地球型惑星が形成された水星から木星までの領域にありました。


図3


さらに、小さな鉄石惑星の基盤では、ガス成分が凝縮し、太陽風によって系の周縁部に押しやられた。 もちろん、爆発後、すべての星の残骸が黄道領域の軌道を獲得したわけではありません。 しかし、それらのほとんどは、ほぼ10億年にわたって衝突して惑星を形成し、黄道面に平均して横たわる惑星の軌道を決定しました。 そして、小さな部分は依然としてさまざまな軌道で回転し、彗星の球体を形成しています。
火星と木星の間の領域では、天力学の法則により、これまでの破片は惑星を形成できず、小惑星帯を形成しました。
爆発する星の破片の衝突の様子は今でも観察できます。 結局のところ、隕石や塵は今でも地球に落ち続けています。 50億年前に地球上で何が起こったのかを想像することしかできません。 破片の速度と質量の比率によっては、惑星に融合するだけでなく、崩壊して小さな隕石が発生することもあります。 これらの惑星の胚は、明らかに白色矮星の最大の破片であり、その大きさは数百キロメートルから数千キロメートルに及ぶ。 形成された後も、惑星は完全に円形ではない軌道を運動していました(そして現在でも、あまり円形ではなく、むしろ楕円形です)。 したがって、それらは互いにかなり近づく可能性があります。 どうやらこれが月の出現の理由だったようですが、これについては少し後で説明します。 では、私たちの惑星系に何が生息しているのかを詳しく見てみましょう。
水星。 太陽に最も近いこの惑星の大きさは、月よりわずかに大きいだけです。 その半径は2437kmです。 細長い楕円軌道を描いて太陽の周りを移動します。 したがって、太陽は 4,590 万 km の距離で太陽に接近し、その後 6,970 万 km まで遠ざかり、87.97 日で完全に公転します。 水星の 1 日は地球の 58.64 日に相当し、回転軸はその軌道面に垂直です。

写真9

赤道の気温は正午には420℃に達しますが、夜には-180℃まで下がります。 水銀の平均密度は 5.45 g/cm2 です。 雰囲気はほとんどありません。 水星の表面にはクレーターが惜しみなく点在しています(写真9)。 一般に、水星は月に非常に似ています。 もちろん、この地球上に生命が存在できると考える理由はありません。
金星。 私たちに最も近いこの惑星は、厚い雲に覆われ、長い間謎に満ちた惑星でした。 これで、それについて次のことがわかりました: 平均半径 - 6052 km。 地球の質量の分数で表した質量 – 0.815; 太陽からの平均距離は1億821万km、または0.723天文単位(天文単位は地球から太陽までの平均距離1億4960万kmに等しい)です。 公転周期は224.7地球日。 地軸の周りの自転周期は 243.16 日で、金星の 1 日は 1 年よりわずかに長くなります。 興味深いのは、地球に最接近するとき、金星が同じ側を地球に向けていることが判明することです。 さらに、その軸の周りの回転方向は他の惑星の回転方向とは逆です。 地球の大気は 97.3% が二酸化炭素で構成されていることが確認されています。 ここでの窒素は2%未満、酸素は0.1%未満、水蒸気は1%未満です。 表面付近の温度は468±7℃、圧力は93±1.5気圧です。 雲の厚さは30~60kmに達します。 金星には磁場がありません。 当然、表面には水はありません。 しかし、そこには山があり、クレーターがたくさんあります。 Venera-9 ステーションを使用して撮影された写真のおかげで、その表面を見ることができます (写真 10)。

クレーターの存在は、第一に、それらがまだ大気が存在しなかった時代(惑星形成の夜明け)に形成されたことを示しています。 第二に、惑星の表面の侵食プロセスは非常に弱く表現されています。 これらすべては、金星には生命が存在せず、これまでも存在しなかったことを示唆しています。
さらに遠く。 地球については別個に説明し、その後、火星について見ていきます。
火星。 火星は地球のほぼ半分の大きさ(火星の赤道半径は 3394 km)で、質量は 9 分の 1 です。 太陽からの平均距離は 2 億 2,800 万 km で、687 地球日で太陽を周回します。 火星の 1 日は地球とほぼ同じ 24 時間 37 分です。 赤道面は惑星の公転面に対して 25°の角度で傾いており、そのため地球と同様に定期的に季節が変わります。

写真11

火星の表面の 3 分の 2 は明るい領域で占められており、過去には明るい領域と呼ばれていました。 大陸、約 3 分の 1 は、と呼ばれる暗い領域です。 。 秋には極近くに白い斑点が形成されます - 極地の氷冠、初夏には消えます。 地球の赤道の気温は、正午の +30°C から深夜の -80°C までの範囲です。 極付近ではマイナス143℃に達します。 火星の表面の圧力は、地球の海面の圧力よりも平均して 160 分の 1 低いことが確認されています。 地球の大気は主に二酸化炭素(95%)と窒素2.7%などで構成されています。
火星の土壌の主成分はシリカで、酸化鉄の水和物である針鉄鉱の混合物(最大10%)が含まれています。 それらは地球に赤みを帯びた色合いを与えているのです。 火星の表面は多くの点で月の風景に似ています(写真11)。 その広大な領土には、隕石と火山の両方のクレーターが点在しています。 火山活動はずっと前に停止しました。 火山活動が活発だった頃は大気が濃くなり、水が形成されたため、水路状の地形が今も残っています。 この期間は比較的短く、生命の形成には不十分でした。 したがって、バイキングステーションの助けを借りても、火星上の生命は発見されていません。 どうやら彼女はそこにいなかったようです。
木星: これは太陽系最大の惑星です。 太陽からは地球よりも 5.2 倍離れており、太陽から受け取る熱は 27 分の 1 です。 木星の質量は他のすべての惑星を合わせた質量の 2 倍で、地球の質量の 317.84 倍、太陽の 1047.6 分の 1 です。 木星の赤道半径は71,400kmです。 木星の赤道での1日はわずか9時間50分しか続かないため、巨大な遠心力の作用により、木星の極半径は赤道の極半径よりもほぼ2500km小さくなり、この惑星の圧縮は非常に顕著です。観察中。
木星 (および他の巨大惑星) の平均密度は約 1 g/cm 3 です。 ということは、主に水素とヘリウムで構成されているということになります。 木星の大気には、60% の水素分子、約 36% のヘリウム、3% のネオン、約 1% のアンモニア、および同量のメタンが含まれています。 ヘリウムと水素の濃度比は太陽大気の組成に対応します。
木星の特徴は、長さ 13,000 ~ 40,000 km の大赤斑であり、少なくとも 200 年にわたって観測されています。 これは強力な大気の渦であると考えられています。 ボイジャー 1 号自動惑星間ステーションによって撮影された写真からの木星の眺めを写真 12 に示します。

写真12

木星の表面温度は-170℃です。 どうやら、木星は小さなケイ酸塩の核、固体の水素とヘリウムの殻、および強力な拡張大気で構成されており、その下部では水素とヘリウムが液体の状態にある可能性があります。 木星には 13 個の衛星があり、そのうちの 4 個 (イオ、エウロパ、ガニメデ、カリスト) はガリレオによって発見され、大きさと質量は月に似ています。 残りは 50 ~ 100 分の 1 です。
木星には生命は存在しないと断言できます。
土星。 土星 (写真 13) は、太陽系の惑星の中で 2 番目に大きい巨人です。 赤道半径は59,900km、質量は地球の95倍です。 つまり、土星の平均密度はわずか 0.7 g/cm 3 であるということになります。 これは、この惑星が主に水素とヘリウムの混合物で構成されていることを示しています。 土星はその軸の周りを 10.25 時間で 1 回転します。 したがって平らになります。 土星は太陽から 9.58 天文単位の距離に位置しているため、その表面の単位当たりの太陽エネルギーの流れは地球上の 90 分の 1 であり、そのため、惑星の表面はわずか -180 °C の温度まで加熱されます。 C.

写真13

土星には 10 個の衛星と、霜でできた環系があります。 土星の 6 番目の衛星タイタンは直径 5830 km で、惑星系最大の衛星です。 メタンとアンモニアの大気に囲まれています。 もちろん、土星にもその衛星にも生命は存在しません。
天王星。 天王星は横たわるように太陽の周りを公転しており、公転軸の公転面に対する傾きは8°です。 したがって、惑星自体とその衛星の両方の回転方向は、いわば逆転します。 地球の温度は-200°を超えません。 この温度ではアンモニアはすでに固体状態です。 したがって、惑星の大気はメタンと水素で構成されています。
天王星から太陽までの距離は19.14天文単位です。 太陽の周りの公転周期は地球年84年です。 平均半径は 24,540 km、地球の質量の分数で表した質量は 14.59 です。
当然のことながら、天王星には生命は存在しません。
海王星: 海王星の半径は 25,270 km、地球の質量の分数で表した質量は 17.25 です。 太陽からの距離は30.2天文単位。 太陽の周りを一周するのにかかる時間は164年です。 大気は水素とメタンで構成されています。 表面温度は-200℃未満です。 天王星を逆方向に周回する半径約3000kmの衛星トリトンがある。
冥王星。 冥王星の半径は1280kmです。 平均密度は 1.25 g/cm3 です。 太陽からの距離 - 40 天文単位。 太陽の周りの公転周期は248年です。 それは本質的にはアンモニア、メタン、水素の雪だるまです。 彼には小さな雪玉という相棒がいます。 ここでの生活については何も言うことはありません。
最近、彼らは冥王星の大きさが比較的小さく、一般に巨大な雪の塊のようなものであるため、冥王星は決して惑星ではないという事実をセンセーションとして伝えようとしている。 したがって、惑星は 9 つではなく 8 つあります。 まあ、それは好みの問題です。 ご希望に応じてご検討ください。 しかし、太陽系が冥王星を超えて終わらないことは確かです。 そして、凍ったガスの塊がいくつかあります。 いつか彼らはそれを開けるでしょう、そして彼らは10番目を開けた、そして11番目を開けた、などと叫ぶでしょう。 惑星。 そうですね、神が彼らとともにおられますように。 重要なことは、これによって問題の本質が変わるわけではないということです。
もちろん、与えられたデジタルデータから太陽系の真の規模を想像することは困難です。 そして、それを一定の縮尺で描くことさえ非常に困難です。 しかし、少なくとも太陽系が実際にどのようなものであるかを大まかに想像するために、これをやってみましょう。 太陽がサッカーボールくらいの大きさだと想像してみましょう。 そのとき、水星は太陽から30メートルの距離にあるケシの実の大きさになります。 金星は50メートルの距離でマッチの頭ほどの大きさになります。 同じくマッチの頭ほどの大きさの地面が75メートル離れている。 マッチの頭の半分の大きさの火星が100メートルの距離にあります。 サクランボほどの大きさの木星は300メートル先にあります。 桜よりわずかに小さい土星が750メートルの距離にあります。 さくらんぼの種ほどの大きさの天王星は 1.5 キロメートル離れたところにあります。 天王星と同じ海王星は2キロ以上離れています。 そして最後に、やはりケシの実ほどの大きさの冥王星が、3キロの距離にあります。 それだけではありません。 彗星が飛ぶところを同じスケールで想像すると、最大30キロメートルになります。
では、太陽系とは何かを想像してみましょう。 そこには非常に多様で異なる特徴があり、惑星系がガス塵星雲から生じたと仮定すると、これらの特徴がどのようにして現れたのかを理解することは完全に不可能です。 彗星や隕石の多さ、惑星の自転の方向や速度の違いなど。 それは単に、惑星系の形成の初めに、破滅的な性質のプロセスが起こったと叫ぶだけです。
惑星系全体についてよく理解したら、私たちの共通の家である愛する惑星地球に移りましょう。

第6章 親愛なる地球へ

まずは地球の形について。 球形だというのは少し誤解です。 地球の赤道半径は 6378.16 km、極半径は 6356.78 km、つまり 21.38 km 小さいです。 これは、地球がやや扁円形で、回転楕円体に近いことを意味します。 地球の質量は 5.98 x 10 27 g、地球の平均密度は 5.52 g/cm 3 です。 私たちは地球がどのように機能するかについてよく知っています。 その深さを研究するにはさまざまな方法があります。 まず、これは地表にある岩石の研究です。 第二に、深層掘削中の鉱山や断層上の岩石の研究です。 このようにして、深さ約 10 km までの地下土を調査できます。 火山の噴火中に噴出する岩石の組成に基づいて、数百キロメートルの深さまでの物質の組成を研究することが可能です。 深層における惑星の構造は、地震調査によって決定されます。
地震研究の原理は、異なる組成の岩石の中では、また岩石が液相であるか固相であるかに応じて、音波の伝わり方が異なるということです。 さらに、それらは位相と密度の境界で反射および屈折します。 音の振動の発生源は地震です。 地表の変位は、地球の隅々にある地震観測所に設置された高感度の機器である地震計によって記録されます。 各ステーションで、イベントの正確な開始時間が記録されます。 これにより、地球の腸内での地震波の伝播の正確な画像を作成することができます。
このような測定の詳細な分析に基づいて、地球深部の物質の特性や地球全体の構造についての結論が導き出されました。 私たちの惑星の構成要素は次のとおりです (図 4)。

半径約 1300 km の内核。すべてのデータによれば、その物質は固体状態にあります。
- 外核、半径は約3400km。 ここで、内核を取り囲む厚さ約 2100 km の層では、物質は液体の状態にあります。
- 厚さ約 2900 km の殻、またはマントル。
- 地殻、その厚さは海洋の下で4〜8 km、大陸の下で30〜80 kmです。
地殻とマントルはマホロビチッチ表面によって分離されており、その表面では地球の内部物質の密度が 3.3 g/cm 3 から 5.2 g/cm 3 に急激に増加します。 地球の腸内における化学元素の分布の性質については、まだ合意が得られていません。 一般に科学者は、地球の核は硫黄とニッケルの混合物を含む鉄で構成され、マントルはシリコン、マグネシウム、鉄の酸化物でできていると信じる傾向にあります。
中心部の温度は約6000度、圧力は300万気圧、密度は12g/cm 3 です。 地球の腸内で起こる放射性元素(ウラン、トリウムなど)の崩壊過程に関連して、マントルの特定の場所で物質の溶解が起こります。 深部の塊が移動すると、溶融物質であるマグマが、直径 10 km、高さ 60 ~ 100 km に達する水路を通って地表に上昇します。 その後、火山の噴火が起こります。
さて、地球の地殻の鉱物組成についてです。 地殻には酸素47%、ケイ素25.5%、アルミニウム8.05%、鉄4.65%、カルシウム2.96%、ナトリウムとカリウム各2.5%、マグネシウム1.87%が含まれています。 これら 8 つの化学元素を合わせると、地殻の 99% が構成されます。
岩。 地球上の岩石はさまざまな組み合わせでできています ミネラル– 組成と構造が均一な化合物 (4000 以上が知られています)。 それらの中で重要な場所は火成岩(火成岩)によって占められています。 それらは、地球の内部から地表まで上昇した溶融ケイ酸塩マグマから形成され、主にケイ酸塩とアルミノケイ酸塩で構成されています。 その中で最も重要な造岩酸化物はシリカ (SiO 2) とアルミナ (Al 2 O3) です。 火成岩は、マグマが固まった場所(深部または地球の表面)に応じて、深着岩(貫入岩)または噴出岩(噴出岩)と呼ばれます。 深成岩の中で最も顕著なものはかんらん岩と輝石で、シリカの含有量は 40% 未満で、酸化鉄と酸化マグネシウムの含有量が比較的多くなっています。 これらのいわゆる超塩基性岩は、かんらん石含有量(任意の割合の Fe 2 SiO 3 + Mg 2 SiO 4 の固溶体)に応じて分類され、その一般式は (Fe,Mg) 2 SiO 4 です。 輝石の一般式は (Ca,Fe,Mg) 2 Si 2 O 6 です。 これは、輝石が Ca 2 Si 2 O 6 (鉱物塩塩)、Fe 2 Si 2 O 6 (フェロサライト)、Mg 2 Si 2 O 6 (エンスタタイト)、CaFeSi 2 O 6 (ヘデンバーガイト)、CaMgSi の成分の混合物であることを意味します。 2 O 6 (透輝石) をさまざまな割合で配合。 広く普及している輝石の 1 つはオージャイト Ca(Ma,Fe,Al)[(Si,Al) 2 O 6 ] です。 SiO 2 酸化物を 40 ~ 52% 含む火成岩は塩基性岩と呼ばれます。 この場合、深部に存在する岩石を斑れい岩、噴出した岩石を玄武岩と呼びます。 一般に、それらは70〜90%の長石で構成されており、長石はカリウム、ナトリウム、カルシウムのアルミニウム-ケイ素塩です。 KalSi 3 O 6 という鉱物は正長石と呼ばれます。 より一般的なのは斜長石 (Ca,Na)(Al,Si) 4 O 8 で、これは曹長石 NaAlSi 3 O 8 と灰長石 CaAl 2 Si 2 O 8 の固溶体であり、さまざまな割合で存在します。 灰長石とかんらん石の混合物からなる鉱物を斜長石と呼びます。 玄武岩には約 5% のイルメナイト – FeTiO 3 も含まれています。 この本は鉱物学の教科書ではありません。 したがって、花崗岩、安山岩、閃長岩、閃緑岩などの岩石についても思い出してみましょう。ここで鉱物学のABCについての知識を終了します。
地球の水圏と大気。地球の表面の 70.8% を覆う液体の殻は、 水圏。 主な水の貯留場所は海です。 そこには世界の水資源の 97% が含まれています。 海洋に存在する海流は、赤道地域から極地域に熱を伝達し、それによって地球の気候をある程度調節します。 したがって、メキシコの海岸から始まり、スピッツベルゲン島の海岸まで暖かい水を運ぶメキシコ湾流は、ヨーロッパ北西部の平均気温がカナダ北東部の気温よりもかなり高いという事実につながります。
現代の考えによれば、地球上の大きな水域の存在は、地球上での生命の出現に決定的な役割を果たしました。 総体積約 2,400 万 km 3 の地球上の水の一部は、氷と雪の形で固体の状態にあります。 氷は地球表面の約 3% を覆っています。 この水が液体状態になれば、世界の海の水位は 62 メートル上昇します。 毎年、地球の表面の約 14% が雪で覆われます。 雪と氷は太陽光線のエネルギーの 45 ~ 95% を反射し、最終的には地球表面の広い範囲が大幅に冷却されます。 地球全体が雪で覆われた場合、地球の表面の平均温度は現在の+15℃から-88℃に低下すると計算されています。
地球の表面の平均温度は、太陽の光が当たったときに地球が持つべき温度よりも 40°C 高くなります。 これも水、より正確には水蒸気に関係しています。 実際のところ、地球の表面で反射された太陽光線は水蒸気に吸収され、反射されて地球に戻ってきます。 いわゆる 温室効果.
地球の空気の外皮である大気は、すでに十分に詳細に研究されています。 地球表面の大気の密度は 1.22 × 10 -3 g/cm 3 です。 大気の化学組成について言えば、ここでの主成分は窒素です。 その重量パーセントは 75.53% です。 地球の大気中の酸素は 23.14%、その他のガスのうち最も代表的なものはアルゴン - 1.28%、大気中の二酸化炭素はわずか 0.045% です。 この大気組成は高度 100 ~ 150 km まで維持されます。 高高度では、窒素と酸素は原子状態にあります。 高度 800 km からはヘリウムが優勢となり、1600 km からは水素が優勢となり、地球半径数倍の距離に広がる水素ジオコロナを形成します。
大気は、太陽からの紫外線や、ほぼ光速で四方八方から地球に向かって移動する高エネルギー粒子である宇宙線の有害な影響から、地球上のあらゆるものを守っています。
地球は巨大な磁石であり、磁軸は自転軸に対して11.5度傾いています。 磁場の強さは極で約0.63エルステッド、赤道では0.31エルステッドです。 地球の磁力線は、その中を移動する電子と陽子の流れに特有の「トラップ」を形成します。 地球の磁場に捕らえられたこれらの粒子は、地磁気赤道に沿って地球全体に広がる巨大な放​​射線帯を形成します。 荷電粒子の発生源は主に太陽であり、磁力線に沿って「滑り」、地球の極の大気中に侵入します。 これらは大気の原子や分子と衝突し、高緯度でオーロラの形で観察される輝きを引き起こします。
これで、私たちは地球についての短い話を限定します。地球は太陽系の惑星の一つであり、宇宙の無限の海にある砂粒であると同時に、法則を理解する理性の揺りかごでもあります。その構造と展開。

月は地球の衛星であり、地球上のすべてのプロセスに多大な影響を与えてきましたし、現在も影響を与え続けています。 したがって、私たちは彼女のことをもっとよく知らなければなりません。
月の半径は 1737 km、その質量は地球の質量の 81.3 分の 1、平均密度 (3.35 g/cm 3) は地球の密度の 1.5 分の 1 です。 月の赤道の気温は正午の +130°C から深夜の -170°C までの範囲であり、月の 1 日の長さは地球日の 29.5 日です。 すでに肉眼では、月面の明るい部分、つまり月円盤の約60%を占める「大陸」と、暗い「海」(40%)がはっきりと見えます(写真14)。 月面の最も壮観な特徴はクレーターです。 月の目に見える面には、直径 1 ~ 100 km のクレーターが約 30 万個あり、200 km を超えるクレーターは 5 つあります。

写真14

クレーターの大部分は間違いなく衝突によって生じたものです。 同時に、時間の経過とともに、「動的平衡」が始まります。新しいクレーターの形成プロセスには古いクレーターの破壊が伴い、クレーターは「掘り起こされて」月の表面から消去されます。 セレノ学者によれば、一部のクレーターは火山起源のものだという。 したがって、月上の地上の「サンプル」と類推すると、次のとおりです。 1) マールス- より高いエッジで囲まれた小さな(直径 5 km までの)円形のくぼみ、2) カルデラ -山の頂上にある平らな底のクレーター、3) ドーム状の山々上部に小さなクレーターがある。 海は、固まった火山の溶岩に似た黒い物質で満たされた領域です。 海の周縁部の限界隆起はと呼ばれます コルディリェラス。
月の裏側の研究は、やや予想外の結論に達しました。月には、比較的小さな海が 3 つだけ発見されました。 これはおそらく驚くべきことではありません。 結局のところ、私たちの地球も同様に非対称です。 その表面のほぼ半分は太平洋で占められており、残りの半分には大陸が集まっています。 海の代わりに、月の裏側で新たな地層が発見された - サラソイド(「海のような」) - 大きな窪地で、その表面は大陸のように明るく見えます。
人工月衛星の動きを正確に観測したところ、月面の異なる部分では衛星が異なる速度で移動していることがわかった。 したがって、月の表層(主に赤道付近)の質量分布は不均一であると結論付けられました。 大きな環状の海の下の浅い深さには「質量集中」があり、その略称が付けられています。 マスコン。どうやら、マスコンは溶岩が固まった領域であり、その密度は周囲の大陸地域の密度よりも高いようです。
隕石による月面への長期にわたる衝突の結果、厚さ約6メートルの緩い破片の覆いが月面上に形成されました。 このレイヤーの名前は レゴリス。これには、結晶性火成岩、角礫岩、および緩い細粒物質の 3 つの部分が含まれます。 構造解析 結晶岩これらは、一度完全に溶融し、その後非常に急速に冷却されたという結論につながります。 月の結晶岩の中から、斑れい岩タイプのサンプルが発見されました。 月の大陸は主に斜長岩と玄武岩で構成され、月の海は玄武岩質の溶岩で覆われています。 過去に月が激しい火山活動の時代を経験したことは疑いの余地がありません。 レゴリスの外層は、厚さ 16 ~ 30 cm の濃い灰色 (または茶色がかった) の砂塵状の物質で、明るい灰色の塵の薄い膜で覆われています。
月の石は31億3000万年から44億年前のものであることが判明しています。 つまり、月は地球とほぼ同時に形成され、月では約 30 億年前に火山現象が終わったということになります。 月の発達の初期段階では、月はほぼ完全に溶けていました。 これにより、その物質の分化が起こり、より軽い成分である斜長石が浮上し、硬化して月の主な月の地殻を形成しました。 衛星から測定したところ、月の一般的な一定磁場の強さは地球の約1000分の1であるように見えました。 しかし、その表面に設置された機器による直接測定により、ここでは一定の磁場が点ごとに変化することが示されました。 これは、過去に月の特定の領域で強い磁化が発生したことを示唆していますが、その原因を判断するのはまだ困難です。
太陽風の強さが変動するときに月の内部に生じる電流によって発生する交流磁場の解析も行われた。 これらの磁場の特性は月内部の導電率によって決まり、その導電率は温度に大きく依存します。 このように、月の深部内部では温度が1500℃を超えないことが分かりました。 したがって、今日の月は比較的寒い天体です。 これは、地震活動が比較的低いことによっても証明されています。
月の内部構造を考えるとき、厚さ約60 kmの外層、厚さ250 kmの上部マントル、深さ300〜800 kmにある中間マントル、下部マントル、そして月の内部構造を区別するのが通例です。半径数百キロメートルの小さな鉄心。 コアは溶融または半溶融状態にあります。

第7章 地球の発展の歴史

それでは、地球の形成と現在に至る発展の過程を想像してみましょう。 白色矮星が太陽と中性子星の連星系に接近した瞬間に戻り、さらなる出来事をより明確に想像してみましょう。
中性子星は太陽から地球と同じ距離にあったようです。 同時に、太陽のコロナの物質の一部が中性子星に流れ込むという「吸血鬼」の役割も果たしました。 白色矮星は、第 3 宇宙速度 (つまり、天体が恒星の近くから永遠に離れる速度) よりも遅い速度で、恒星のペアの重力の影響範囲に入りました。 現在、システムは 3 つの星で構成され始めました。 天力学において、三体問題を解くことはすでに非常に複雑です。 この場合、解が不安定になる可能性が高くなります。 つまり、この太陽、中性子星、白色矮星のダンスでは、白色矮星と中性子星が衝突する確率が大幅に上昇することになる。 したがって、しばらくしてこのような衝突が発生しました。
中性子星と白色矮星の両方が、カルシウム、アルミニウムなどの比較的軽い元素で構成される地殻を持っていることに注意する必要があります。 したがって、爆発が起こった後、鉄(ニッケルの混合物)、コンドライト、およびエイコンドライトの3つのグループからなる破片が形成されました。 すでに述べたように、これらの破片の 99% は第 3 宇宙速度を超える速度を獲得し、太陽の近くから永久に去りました。 それらのうちのいくつかは破片の雲全体を形成し、太陽の周りをあらゆる種類の楕円軌道に沿って回転しながら、いわば爆発の中心とのつながりを保持し、爆発した星の総運動量の一部を保持しました。 これは、現在、惑星が太陽の回転面に近い面で太陽の周りを公転しているという事実をあらかじめ決定したものです。
この爆発の記憶は今も彗星の軌道に残っています。 図 5 にこれらの軌道が示されています。 そうではありませんか、この写真は爆発を非常に連想させます。 破片の大きさは、数百キロメートルから塵の粒のサイズまで多岐にわたりました。 さらに、このデブリの塊には、太陽から中性子星に流れたガスの残りも含まれていました。 宇宙では破片の密度が高かったため、頻繁に衝突しました。 同時に、いくつかの破片は破壊され、サイズが減少しました。 相対速度がそれほど高くない場合、他の断片が主に最大の断片上で結合し、惑星胚の形成が始まります。

図5

徐々に、黄道面、つまり惑星の軌道の現在の位置の面に集中する破片の質量が増加しました。 ガス成分は太陽風によって周縁部に押しやられ、そこで巨大惑星が形成され始めた。
したがって、将来の惑星地球の中心は、大きさが約1000キロメートルの白色矮星の最大の破片の1つになりました。 あらゆる種類の小さな破片がその上に落ち、大きな殻を形成し、徐々に地球はほぼ現在の大きさになりました。 中性子星と白色矮星の衝突の瞬間から地球(および他の惑星)が形成されるまでには約10億年かかりました。
爆発後の中性子星の破片は非常に放射性が高かったことに注意する必要があります。 10億年をかけて、短寿命同位体は放射性ではない長寿命同位体に変化しました。 しかし、ウランやトリウム同位体などの長寿命同位体は、惑星が形成されるまでにまだ保存されており、地球内部の加熱源の1つとなった。
それで、地球の内部は温暖化し始めました。 放射性元素に加えて、加熱源は地球の重力圧縮中に放出されるエネルギー、そして最初の段階では隕石の落下のエネルギーでした。 地球内部の温度が十分に高くなると、内部が溶け始めました。 同時に、より重いコンポーネントが落下し始め、それに応じて、より軽いコンポーネントが上昇し始めました。 こうして核、マントル、地殻が形成され始めました。 ここから地球の地質史が実際に始まります。

地殻がまだ薄い間はマグマが頻繁に地殻を突き破り、地球全体が火山で覆われました。 隕石は雨のように地球に降り注いだ。 そのため、地球の表面はクレーターで覆われていました。 地球の大気は、主に窒素、水蒸気、二酸化炭素などから構成され始めました。酸素はまだほとんどありませんでした。 表面にはまだ水はなく、ほとんどすべてが蒸発していました。 この発達期は月と呼ばれます。 それは約5億年から7億年続きました。
地球上のプロセスの経過をさらに追跡しやすくするには、科学で受け入れられている時代区分を使用する必要があります。 ピリオダイゼーションの種類を図に示します。 6. したがって、月の周期の後には核期が続き、この期間中に核の形成がほぼ完了したため、そう呼ばれています。 この段階も約 5 億年から 7 億年続きました。

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ジュラ紀 58
三畳紀 45
パレオ-
ゾイスカヤ
ペルム紀 45
石炭
(炭素)
55
デボン紀 70
シルル紀 30
オルドビス紀 60
カンブリア紀 70


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前生物学的
分子
構造物
プロトビオント
コアセルベート
主要な
"ブイヨン"
オーガニック
接続
無機化合物
500-
700
地質進化以前(最長50億年)
図6

すでに述べたように、溶けたマグマは運動しています。 溶融中心は下から上に移動し、より軽い成分を運びます。 これをゾーンメルトと呼びます。 その結果、地球の物質の分化、つまり分離が起こりました。 それ以外の場合、このプロセスは重力微分と呼ばれます。 持ち上がった軽い岩石により地殻(主に玄武岩)が形成され、大量のガスと水が放出されました。 大気圏と水圏が形成されました。

マグマは上昇し、その後冷却されて沈みます。 完全な革命(地殻変動と呼ばれる)は 2 億年後に起こります。 したがって、地殻は約40億年前に形成されました。
ゾーンメルト(およびおそらく他のプロセス)の結果として、玄武岩質溶岩で満たされた大きなリング構造が地球の表面に現れました。 典型的なレリーフ形状は、月の風景の主要な要素であるさまざまなサイズの隕石クレーターでした。 月の時代に形成された表面の形態は、内部の力だけでなく外部の力、主に地球の地殻、水圏、大気の影響と関連したその後の壮大な地質学的プロセスによって完全に消去されました。
ゾーンメルトプロセス中に、1.6×10 24 gの水が放出されました。 この量は、現代の水圏の体積にほぼ相当します。 蒸気の形の水は当初、火山ガスの一部であり、二酸化炭素、アンモニア、窒素、水素、希ガス、および現代の火山に典型的な他の化合物 (HCl、HF、H 2 S など) も含まれています。 水圏は、地殻の表面と大気の上層が+100℃以下に冷えた後に形成されました。 地球の表面に現れた海、湖、川は、形成された凹凸形状を集中的に破壊し始め、その結果、最初の堆積岩が貯水池の底に現れました。 このようにして、内因性プロセスと外因性プロセスの相互作用が確立され、それが長い歴史を通じて地殻のさらなる発展と形成を決定しました。
地球の発展の月の段階では、一次大気も形成されました。その組成は火山ガスに近く、水蒸気、メタン、二酸化炭素、窒素などの他の成分が含まれています。 したがって、月の時代の始まりが地殻の形成の始まりであるとすれば、その終わりは水圏と一次大気の出現であると考えることができます。 一次大気圏と水圏では元素の化学進化が起こり、その後、地球上の生命の出現と生物圏の形成につながりました。 自然進化の過程で無機物から有機物が形成される可能性の証拠は、実験室条件での DNA の合成です。
海と大陸。地球の発展における最も重要な問題の一つは、未だに明確な答えのない問いです。 これは、大陸と海洋がどのように形成されたかという問題です。 長い間、フィクシズムとモビリズムの支持者の間で論争があった。 1つ目は、構造の形成は地殻の個々の部分の上昇と下降によって起こると信じていました。 そして、ここでは多くの非常に有用な理論が開発されており、その主なものは地向斜理論です。 後者(オーストリアの気候学者で地球物理学者のA.ワグナーは移動理論の創始者と考えられている)は、一般的に言って、以前に開発された理論的根拠を否定することなく、大陸が移動していると信じています。 今やワグナーの理論には誰も異論はありませんが、2 つの図を比較することでその本質を容易に理解できます。 図7および図8。
この理論に基づくと、かつては地球上に見られるすべての大陸が 1 つの大陸だったということになります。 ゴンドワナと呼ばれています。 さらに、ヨーロッパとアジアは別のプレートで表現されました。 過去にはそれらは海によって隔てられていたことが知られており、その中央海嶺の名残がウラル山脈です。 その後、ゴンドワナ大陸は別々のブロックに崩壊し始め、さまざまな方向に漂流し始めましたが、この漂流はまだ終わっていません。
そして今、地球の一方の側に巨大な大陸が形成され、もう一方の側にはさらに大きな海が形成されたのはなぜだったのかという疑問が生じます。 そんなはずはありません。 重力分化の過程で、地殻は惑星の表面全体に均一に形成されるはずです。 放出された水は地殻を約3キロメートルの均一な層で覆うはずです。 同時に、出現、特に生命の発達のための条件は事実上ありません。 地球上に生命が存在するためには、陸、海、大気の組み合わせが絶対に必要です。

どうやら、ある種の大惨事が発生したようですが、一般的に言えば、それは本質的にランダムでした。 これまでのところ、科学はこれがどのような種類の出来事であったかについて明確な説明を与えていません。 私たちの主要な質問に答えるためには、この質問に対処する必要があります - 私たちは宇宙に一人なのか?


いくつかの手がかりは、上で述べたことの中に見つけることができます。 最初の手がかりは月です。 確かに、月は常に片側を私たちに向けています。 これは、その質量中心が幾何学的中心と一致しないことを示唆しています。 その密度は地球の地殻の密度に近く、それを構成する岩石の組成は地球の岩石の組成に非常に近いです。 表面の構造も、正面から見るか裏側から見るかで大きく変わります。 月がかつて地球の一部であった可能性が最も高いことを示す特徴は他にもあります。 別の手がかりがあります - これは金星です。 金星は太陽の周りを公転し、楕円に沿って移動しながら地球に最も近づくとき、常に片側を私たちに向けます。
金星の軌道は以前はもっと細長く、おそらく地球の軌道も同様であったと考えるのは不合理ではありません。 しかも、金星と地球の軌道が交差するほど細長い。 同時に、惑星が地球の地殻の一部が剥がれるほど接近した可能性も十分にあります。 これは、地球形成の初期の地球の自転速度が現在よりもはるかに速かったという事実によっても促進された可能性があります。 たぶん10時くらいかな。 当時は火山活動がより活発だったため、マグマの液体はより多くなっていました。 さらに、金星からの潮汐力が地殻を持ち上げ始めると、マグマ内の圧力が急激に低下し、激しいガスの放出につながる反応が始まり、つまり爆発が起こり、地殻の一部が吹き飛ばされました。 金星でも同様のことが起こりました。 この点で、彼女はまた、いくらかの非対称性を発達させました。
地球の地殻は、それ自身の重力の影響を受けて球の形をとり、地球の近くの軌道上に留まりました。 地球はマグマの一部を含む地殻が剥がれた場所に大きな傷ができました。 マグマの流動性により、地球は球形を取り戻しました。 地殻は回復し始めましたが、分化の主要な過程がすでに過ぎていたため、地殻は薄くなり、現在の厚さは約4kmです。 月は地球の回転運動量の一部を奪ったため、地球はさらにゆっくりと、約 20 時間かけて回転し始めました。 地球と金星の両方の軌道も多少変化しました。
マグマは、地殻変動とマグマ周期の間に、ある場所で上昇し、他の場所で降下し、地球の表面に沿って数千キロメートル移動します。 マグマの温度は徐々に上昇していきました。 太陰時代の 2000 人から、現代​​では 4 人に。 流動性が増しました。 これに関して、2億年前、地殻の残りの部分であるゴンドワナは別々の部分、つまり大陸に分かれ、それぞれが異なる方向に移動して、現在私たちが見ているような位置をとりました。
これに加えて、どういうわけかあまり注目を集めなかった質問がもう 1 つあります。 つまり、陸地と海の面積の比率です。 実際、陸地面積と海の面積の比率は約1/3です。 同時に、水と地殻の密度の比も約1/3になります。 どうやらこの事実は非常に重要です。 実際、海の深さは約4kmです。 平地部分は海洋の水位と比べて約 40 メートル高くなります。 これをより明確に想像するために、水を満たしたグラスがあり、グラスの端が水から約 1 ミリメートル突き出ていると仮定しましょう。 当然ですが、少し水を入れると溢れてしまいます。 同様のことが地球規模でも起こる可能性があります。
地球の地質学的歴史の中で、水は絶えず追加されてきました。 海面の短期的な変化はありましたが、壊滅的な洪水は発生しませんでした。 このような安定性の理由は何でしょうか? 海洋の水の量が増えると、海底にかかる全体的な圧力が増加することは真実として受け入れられます。 この場合、マグマは大陸の下に押し込まれ、大陸を持ち上げます。 また、水と地殻の密度の比、陸地と海洋の面積の比が1/3であれば、海の水の上昇を補うほど陸地が上昇します。 つまり、海面上の過剰な土地は以前と同じままになります。 しかし、海の深さはさらに深くなります。
この現象は、地球上の生命の発達において根本的に重要です。 実際、これが起こらなかったら、ずっと昔に水が陸地に氾濫し、生命の発達の過程が海洋生物を超えることはなかったでしょう。 いかなる知的生命体についても、ましてや文明についても語ることはできません。 したがって、月の形成の過程では、陸と海の比率がちょうど 1/3 になるように、まさにそのような質量が地球から分離する必要があります。 そして、これはすでに非常にまれな偶然であり、そのため文明の出現の可能性は大幅に減少します。 将来的には、この確率を評価しようとしますが、ここでは地球上の生命の発達のプロセスについて簡単に考えてみましょう。

第8章 人生

再び図 6 に戻って、地球の発展の主な段階を見てみましょう。 私たちの地球の歴史を時代区分するにはさまざまなアプローチがあります。 主なものは、地質学的アプローチと古生物学的アプローチです。 地質学的アプローチでは、地球の歴史を月、核、地向斜の段階に分けます。 地向斜段階は、初期地向斜と地向斜プラットフォームに分けられ、プラットフォーム、つまり大陸の移動に伴う過程が重要になります。
古生物学的アプローチでは、地球の歴史を化学進化の段階と有機進化の段階に分けます。 単細胞生物が発達した顕生代ナデラと、動物と植物の両方の多細胞生物が発達した顕生代ナデラへの有機進化の段階。 顕生代のナデラは、古生代(古代の動物)、中生代(中期の動物)、新生代(現代の動物)の時代に分けられます。
時代はいくつかの期間に分けられます。 本書は古生物学の教科書ではないことを考慮して、古代の動植物世界の発展過程については詳しく説明しません。 まず第一に、地球上の生命の発展過程がどのような時間スケールで起こったかに注目してみましょう。
月の時代の終わり、火山活動の過程で、多数の異なる化合物が放出されました。 水に溶解すると、いわゆる一次「ブロス」が形成され、そこでさまざまな化学反応が起こります。 興味深いことに、この「だし」の組成は生物の化学組成に近いのです。 生命の発生は適切な物理的条件(圧力、温度など)によって促進され、その結果として重合反応が可能になりました。 これらの反応の結果として、長いポリマー分子が生じ、とりわけそれ自体が、いわば鋳型となり、それに基づいて同様の分子が形成された。 したがって、複製プロセスが発生しました。 これにより、溶液中の分子の密度が増加し、より複雑でより安定な分子が形成される可能性も増加しました。 このようにして、生命の出現の前提条件が生じました。 このような分子の出現により、化学進化の期間は終わります。 この期間は約10億年続きました。
この期間の終わりには、最初の非常に原始的な細胞の出現に必要なすべての成分が原始的な「培養液」中に存在していました。 すなわち、細胞膜、タンパク質、DNAなどが作成される可能性があるDNA、ポリペプチド、リポペプチド、およびその他の化合物のプロトタイプです。 そしてもちろん、何億年にもわたって、細胞は形成されずにはいられませんでした。 そして、約 30 億年の歳月をかけて形成された細胞は、発達し、改良され、私たちが今知っているような外観を持ち始めました。

図9

セルを見てみましょう (図 9)。 もちろん、単純に設計されているわけではありません。 もちろん、そのような形成はすぐには起こりません。 このような細胞は、長い進化の発展の産物です。 さらに、よく見てみると、私たちが単細胞生物として見ているものの名​​前の正しさに疑問を抱くかもしれません。 実際、細胞には、核小体、リボソーム、ミトコンドリア、リソソーム、およびその他の細胞小器官 (一般的に呼ばれる) を含む核が含まれています。 私たちは、共通の膜によって結合された細胞のコミュニティを見ているようです。 図に示されているもの以外にも、細菌、ウイルス、バクテリオファージ、プラスミドなど、細胞よりもはるかに単純なさまざまなものがたくさんあります。
細胞には核のないもの、細胞膜のないものなどがあります。 しかし、すべての細胞には DNA があります。 確かにDNAは異なります。たとえば、RNAと呼ばれるDNAに似た構造が存在します。 これは、何億年にもわたって、生きた細胞の分子のあらゆる種類のバリエーションが生み出されたことを示唆しています。 あまり効果がないことが判明し、永久に消えてしまったものもあります。 一部は特定の機能に有用であることが判明し、細胞内でその役割を果たしました。 同時に、異なる細胞は異なる運命を持ち、いくつかは結合してますます複雑な細胞を形成し、他の細胞は生存能力を提供する特性を獲得しました。

たとえばウイルスはこのようにして出現しました。 ウイルスの DNA は非常に短いです。 つまり、細胞進化の非常に初期の段階で出現した祖先細胞を持っています。 細胞内のプロセスも異なる方法で組織されました。 光エネルギーを使用する能力を獲得したものもあり、植物、菌類、藍藻類の祖先である単細胞藻類、タンパク質分子を同化する細胞が出現し、最初に環境からタンパク質分子を消費し、次に他の細胞を捕らえた。 さまざまなミネラルを食べる細胞さえあります。

図10
米。 十一

このように、生命の発生の初期の歴史は、ランダムな試行錯誤の激動のプロセスであり、単細胞生物の巨大なバイオマスにおける急速な突然変異と自然選択のプロセスです。 結局のところ、現在でも単細胞生物の生物量は他のすべての生物の生物量よりも大きいのですが、細胞 (およびすべての生物) の存在の主な核心は生殖、つまり先ほども述べたように複製です。 さらに、生命の起源の初期段階で、コピーによる生殖(つまり、複製)が生物一般の特性であった場合、最も単純な細胞の出現により、これは主要な特性になりましたが、細胞の特性にはなりませんでした。細胞の唯一の分子、DNA。
DNAとは何ですか? 縄梯子を右巻きにねじったような構造になっています(図10)。 コルク抜きに似ていますが、コルク抜きは二重になっています。 4 つの品種の窒素含有塩基は、その配列に遺伝情報が含まれており、ヌクレオチドと呼ばれ、そのうちの 1 つであるチミン一リン酸に似ています (図 11 を参照)。 それらは合計で 4 つあり、A、T、G、C の文字で指定されます。さらに、1 つのクロスバーには、相補性または相補性の原理に従って接続された 2 つのクロスバーがあります。A に対して、次のものが存在する必要があります。 T、G に対しては C があるはずです。
DNA切片の模型を写真15に、電子顕微鏡で撮影した写真を写真16に示します。
特定の条件下では、平行な DNA 鎖が分離し、それぞれの DNA 鎖に新しい鎖が組み立てられることがあります。 写真16は、DNAが末端で2本の鎖に分かれる様子を示しています。 これがレプリケーションの仕組みです。 チェーンが短い場合、このプロセスはそれほど複雑ではありませんが、チェーンが長い場合、レプリケーションが実行される複雑なメカニズムが多数存在します。 この問題についてはこれ以上深入りしません。 複製プロセスの起源も自然に発生する可能性があることを理解するだけで十分です。
さらに、適切な条件が存在する場合、そのようなプロセスは必然的に発生するはずです。 つまり、生命の出現は確率的な過程ではないのです。 生命の出現におけるランダム性は、適切な条件の発生のランダム性にあります。

細胞生命の出現の瞬間から多細胞生命の形成まで、およそ 30億年。 この時代は始生代と原生代に相当します。 多細胞生命体はどのようにして誕生したのでしょうか? まず第一に、多細胞生命体の出現は自然かつ規則的なプロセスであるとしましょう。 実際、単細胞生物が繁殖するとき、それらは通常、出現した場所と同じ場所に留まり、コロニーを形成します。 同時に、コロニーの中心部と周辺部では条件が大きく異なります。 これは、これらの条件への適応の過程で、個々の細胞の特定の特殊化が現れたという事実につながるしかありませんでした。 そして、細胞コミュニティの特殊化は、実際には、多細胞生物の出現です。

写真15
写真16

多細胞生物。 多細胞生物の出現において、単細胞生物は地球上の物理的要因の大きな変化に貢献したという意味で大きな役割を果たしました。 まず第一に、一次大気の窒素酸素への変換です。 この場合、決定的な役割は光合成に属し、酸素は膨大な化学的および生化学的エネルギーを蓄えていたため、生物圏を変えました。 自然界で起こる酸化還元プロセスのほとんどは、大気中のオゾン層の形成、生物圏の発展、有機岩石の蓄積など、酸素と関連しています。
最新のデータによると、すでに始生代の終わりには、細菌や単細胞藻類に加えて、多細胞藻類、ポリープ、その他の原始的な多細胞生物が出現し始めました。
原生代の終わりには、まだ水生動植物だけが存在していました。 海ではクラゲ、ミミズのようなサンゴ、ソフトコーラルがよく見られました。 多細胞生物の繁栄は顕生代に起こります。顕生代は、古生代、中生代、新生代の 3 つの時代に分かれており、これらの時代は約 3 年間続きました。 6億年。 ちなみに、単細胞生物が統治していた期間よりも大幅に短いです。
古生代の始まりであるカンブリア紀の有機世界では、古生代(図12)と最も古い節足動物、三葉虫(図13)、腕足類、ストロマトポロイドが登場しました。
オルドビス紀とシルル紀に、最初の脊椎動物、つまり顎のない魚のような生物が出現しました。 シルル紀の終わりまでに、三葉虫の役割は減少し、新属のサンゴ、腕足類、そして最初の真の顎のある魚が出現しました。 シルル紀の終わりは、高等植物、主にシロ植物が陸地に到達した時期です。 陸上植物の普及は、土地と動物の征服における重要なステップでした。

図12

人間は宇宙人の創造物です。

人類の発展に対する影響理論の大前提

マイクエイリアン(パレオコンタクト理論) - 宇宙物体自体の存在

エイリアン - ずっと前に策定されました。 古代ローマの詩人であり哲学者であるティトゥス・ルクレティウス・カーラの詩「物事の本質について」には、その明確な定式化が見られます。

認めるのは依然として避けられない

宇宙には他の土地があるということ、

そして、人間の部族もあれば、さまざまな動物もいます。

しかし、ルクレティウス・カルスが最初ではなかった。 同じ考えは、彼のずっと前から多くのギリシャ哲学者によって表現されていました。 25,000年前の旧石器時代の狩猟者にとっても興味深いものであった可能性があります。彼らは単純なダッシュでマークを付けていました。

天体の動きを観察した結果を石と骨に刻む

ニコラウス・コペルニクスによる科学革命の後、

地球が宇宙の中心であるという古代のプトレマイオスやキリスト教の考えを破壊し、多くのルネサンス思想家は古代の考えに戻りました。 ジョルダーノ・ブルーノは、「私たちの7つの惑星が太陽の周りを公転しているのと同じように、無数の太陽があり、太陽の周りを公転する地球のような惑星も無数にあります。それらの世界にも知的生命体が住んでいます。」と書いています。 これらの理論は、ヴォルテールやイマヌエル カントなどの現代哲学者によってさらに発展させられました。 19世紀には、月や火星に知的存在が存在するという意見が非常に広まり、それは文学にも反映されました(たとえば、チェコの詩人ヤン・ネルーダの「宇宙の歌」)。

19世紀には、古接触理論の基礎と第二の前提、つまり人類の発展に対する宇宙人の影響という考えが現れました。 1898年、英国の作家ハーバート・ウェルズは、火星に生命が存在する可能性についての天文学者の推測に影響を受け、火星人による地球への攻撃を描いたSF小説「宇宙戦争」を書きました。

古接触理論の創始者はアメリカ人のチャールズ・ホイ・フォートです。 彼は生涯を通じて、一般に受け入れられている科学理論を破壊すると信じていたデータを精力的に収集しました。 (「科学者から科学を守る」が彼のモットーです。)彼は、「The Book of the Damned」、「New Lands」、「Behold」、「Indomitable Talents」の 4 冊の本を出版しました。 1931 年以来、Fortean Society はフォート アーカイブで収集したデータをその機関誌である Fortean Society Magazine に掲載し始めました。 フォートのすべての本には、全能の宇宙存在についての彼の基本的な考え方が含まれており、宇宙存在にとって私たちと私たちの世界は実験テラリウムと科学実験室の中間のようなものです。 1919年、『呪われた者の書』の中でフォートは次のように書いた。「私たちは、私たちが誰かの所有物だと信じています。私には、地球はかつては人間のものではなかったように思えますが、その後、他の世界の住民がその所有権をめぐって競争し始めました。私たちはそうです」このことは、ある教団の特別な一員である私たちや、あるカルトの信奉者である私たちにとっては数世紀前から知られており、そのメンバーは特別な階級の奴隷として、彼らの指示に従って私たちを導いています。私たちを受け取り、私たちの神秘的な行動に誘導しました。」

フォートの研究は、有名な物理学者で化学者のジャック・ベルジェと哲学者でジャーナリストのルイス・パウエルという二人のフランス人研究者によってヨーロッパで引き継がれた。 彼らはフォートのモットーを、パリで 50 年代後半に発行され始めた雑誌「プラネテ」のエピグラフとして採用しました。 雑誌のページには、環境問題や飢餓との闘い、宗教、神秘主義、魔法の問題に関する謎の考古学的発見、未確認飛行物体、地球訪問など、さまざまなテーマに関する記事や資料が掲載されていました。宇宙から来たエイリアンとその人類の発展への影響。

私たちの世紀の最初の数十年間、宇宙航行学の創始者 K.E. ツィオルコフスキー (1928、1929 年) は、高度に発達した文明の宇宙拡張と文明間の直接的な接触、さらには宇宙からの地球への訪問について書きました。 この時、ニコライ・ルイビンは、海と砂漠で隔てられたさまざまな人々の伝説における個々の事実と陰謀の偶然の一致に注意を向けました。伝説では、他の世界の住民による古代の地球への訪問について語られていました。 N. ライビンは、これらの伝説の中に一片の真実の存在を認めています。 この問題に関する議論に新たな刺激が与えられたのは、1961 年に物理学者マテスト・アグレステによる論文「古代の宇宙飛行士」が出版されたことです。 M. アグレストは、地質学、考古学、美術史、文献などの分野で、宇宙人と人々との接触の裏付けを発見しました。 次の 20 年間で、古接触の問題に関する 200 を超える研究が、さまざまな人気の科学雑誌や新聞に掲載されました。 90年代、哲学者のウラジミール・ルブツォフは、文献学者のユーリ・モロゾフやその他の著者とともに、いわゆる「古訪問学」を科学の一部門として創設しようとした。その主な課題は、宇宙人と宇宙人との接触の現実を研究することであるはずだ。地球。

そして最後に、エーリッヒ・フォン・デニケンは 1968 年に著書『未来の記憶』の中で、考古学、神話、美術史の分野からの多数のデータで実証しながら、古接触の理論全体を一般化した形で概説しました。 他のパレオコンタクトの支持者とは異なり、E. フォン・デニケンは、彼の本に基づいた映画を制作することで、自分の考えを幅広い大衆に紹介することに成功しました。 さらに、彼の作品はさまざまな国で多数の翻訳で出版され、E. フォン ダニケンの作品は科学界で幅広い反響を呼び起こしました。 彼が提示した事実を研究し、新しい事実を収集し、古接触説を支持する証拠を探し始めた多くの支持者が現れました。

神話の神々は宇宙から来た宇宙人です。

彼の理論の主な原則は次のとおりです。

1. 古代、地球には宇宙からの生物が何度か訪れました。

2. これらの未知の生物は、標的を絞った人為的突然変異を通じて、当時地球上に住んでいた人類の中で人間の知性を発達させました。

3. 地球上に宇宙人が出現した痕跡は、古代の信仰、伝統、物語、伝説、おとぎ話に反映されており、個々の宗教的な建物や物体の中に見られます。

「私は 1954 年にこの理論を開発し、同時にこのテーマに関する最初の論文を出版しました。その後、私はそれを 11 冊の本で展開しました。この理論の正しさの客観的な証拠はまだ提示されていません。私はまだ確認できていません。」地球上で宇宙起源の物体を見つけるのに、アルコールで保存された宇宙人のミイラも、他の世界の生物の遺体も見つかりませんでした。なぜですか?宇宙人が地球上に何らかのゴミを残したと考えるのは論理的ではなかったでしょうか?私たちの惑星? 取り付けレンチや破損した車かもしれません? アメリカ人やロシア人は月に何の痕跡も残さなかったのではないでしょうか? では、宇宙人の客観的な痕跡はどこにあるのでしょうか?

地球の表面を見てみると、そのような痕跡が検出される可能性はわずかであることがわかります。 地球の表面の3分の2は水で占められており、残りは氷(極)、砂漠、緑が生い茂る空間で覆われています。 水中、極地、砂漠で、地球外生命体の痕跡を対象に捜索することは非現実的です。 森の中では、大小問わずあらゆる物が跡形もなく消えてしまいます。 それはグアテマラのジャングルにあるマヤの都市と同じくらい目立つようになるでしょう。

宇宙人はこのことをよく理解していました。 したがって、彼らは、地球上での彼らの存在の証拠を未来の技術的に進歩した人類にどうやって残すかという問題に直面しました。 証拠は何にすべきでしょうか? 何かのコンピューター? 絵文字の書き込み? 数式の形での情報? 遺伝子または染色体にコード化されたメッセージ? 宇宙人の意志が何であれ、彼の前にまず浮かんだのは「安全な場所」の問題でした。 たとえば、絵文字は、寺院、墓地、山の頂上など、どこにでも設置できるわけではありません。

宇宙人は、人類の道は神社が破壊される戦争の中にあることを理解していました。 彼らは、微生物や植物が彼らの意志を破壊する可能性があり、地震や洪水が彼らを完全に飲み込む可能性があることを知っていました。 さらに、彼らは、そのような情報を理解できる世代の手に渡るように、自分たちの意志を形づくる必要がありました。 たとえば、ジュリアス・シーザーの兵士たちが宇宙物体を発見した場合、たとえその情報がラテン語であったとしても、彼らはそれをどうすればよいのかわかりません。 ジュリアス・シーザーの時代、人々は「宇宙への道」などというものを知りませんでした。 彼らは、遺伝学の分野の実験、タイムシフトの影響、推進システム、星間空間について何も知りませんでした。 したがって、宇宙人は、自分たちの存在の証拠、つまり遺言が、それを理解できない世代の人々によって誤って発見されることを防ぐ必要がありました。

この問題を解決するにはどうすればよいでしょうか? 私たちはこの問題について、私の理論に関心を持っている有益な公的機関である古代宇宙航行学会で議論し、さまざまな選択肢を検討しました。 おそらく宇宙人からのメッセージは人類の遺伝子に暗号化されているのでしょうか? 将来のテクノロジーがこの質問に答えます。 それとも宇宙人が近隣の「死んだ」惑星にメッセージを残したのでしょうか? この問題は将来の惑星間飛行中に解決されるでしょう。 月には、ケプラー クレーター内に神秘的な岩石層 (NASA - 写真 N 67-H-201) とルブニク クレーター (NASA - 写真 N72-p-1387) にピラミッド状の地層があります。 アメリカ人のジョージ・レナードは彼らについて書きました。 火星の岩石層も知られており、専門家はそれを「火星の顔」や「火星のピラミッド」と呼んでいます。 これらの岩石が地層なのか人工構造物なのかについては、今でも明確な答えは出せません。

小惑星帯には宇宙人の痕跡はあるのでしょうか? ボストン大学のマイケル・パパギャニス教授は、この可能性を認めています。 彼はパリで開催された国際宇宙連盟の第33回大会でこのことについて語った。