Мы-дети света.Часть 1.
- Подробности
- Категория: Научно-информационная часть
- Опубликовано: 26.01.2019 21:56
- Автор: Super User
- Просмотров: 2662
Глава 3. Возникновение Солнечной системы и Земли.
Звездные системы возникли вместе со Вселенной и в процессе ее эволюции, постепенно старея и многократно возрождаясь заново в пламени термоядерного синтеза взрывов «сверхновых». Так обновляется Вселенная, оставаясь вечно молодой. «Тепловая смерть», надуманная гипотезами земных ученых, ей не грозит.
Наша Солнечная система и нынешнее Солнце возникли 8,1 млрд. лет тому назад в пламени взрыва такой же «сверхновой», что вспыхнула на месте прежнего солнца. Полный цикл жизни нашего Солнца от возрождения до «сверхновой» – около 14,02 млрд. лет.
В центре раскаленного шара плазмы «сверхновой» тяжелые металлы образовали новое Солнце, а остальная материя образовала из сгустков тех же металлов будущие планеты Солнечной системы. Постепенно металлы выгорали в пламени ядерного распада, образуя из окислов гранитную кору будущих планет и газовые атмосферы.
Только через 2,6 млрд. лет после «сверхновой» (5,5 млрд. лет назад) планета Земля остыла до такой степени, что началась конденсация и выпадение атмосферной влаги: - стало возможным начинать Первый Посев Жизни.
Глава 4. Начало жизни на Земле.
Условия для начала жизни на Земле тогда были жуткими: атмосферное давление около 51 ати (атмосфер избыточных), а температура – около +170 град. Цельсия, вода только-только начала появляться в виде атмосферного конденсата и выделялась в жидком виде из трещин породы как продукт ядерного распада металлов ядра. При этом – относительно мало света, как сейчас на Венере или в сумерках – свет с трудом пробивался к поверхности через мощную атмосферу, а в начинавшем формироваться первичном океане, где воды становилось всё больше, его совсем не было. В воде темно, в атмосфере нет кислорода. Главный источник энергии – свет, а основной способ усваивать энергию света – фотосинтез. Как же можно было делать первичный посев прокариотов (безъядерных клеток), а видимого света практически нет?
Можно и нужно делать такой Посев, причем, не теряя времени, с первых капель образования гидросферы, ибо для жизни нужна вода, а волновая энергия есть всегда, и совсем не обязательно, чтобы это был видимый свет. Ведь наиболее энергонасыщенной является фиолетовая и коротковолновая ультрафиолетовая (невидимая глазу) часть спектра излучений пространства, а также спектр соседнего, более высокого по энергетике пространства. Излучения соседнего пространства по отношению к излучениям нашего пространства всегда более коротковолновые, чем наши, и потому тем более невидимые для нас.
Понимание всегда приходит в сравнении, а сравнивать можно только по конкретным физическим величинам. Поэтому сразу привожу значения размерностей, применяемых при обозначении длины волн световых излучений и межатомных расстояний в материи. Так будет понятнее в микромире простейших и молекулярных нанотехнологиях биологии.
1 миллиметр (мм) = 103 микрометров (мкм) = 106 нанометров (нм) = 107 ангстрем (Å) = 109 пикометров (пм)
Как же в биологии используется коротковолновое излучение? Для понимания этого нужно знать физические принципы волновой дифракции, поляризации и интерференции света. Что это такое?
Справка: ДИФРАКЦИЯ ВОЛН (от лат. Difractus – разломанный, преломленный) в первоначальном узком смысле – огибание волнами препятствий, в современном более широком – любое отклонение от законов геометрической оптики. Благодаря дифракции волны могут попадать в область геометрической тени: огибать препятствия, стелиться вдоль поверхностей, проникать через небольшие отверстия в экранах и т.п. Например, звук может быть услышан за углом дома, или радиоволна может проникнуть за горизонт даже без отражения от ионосферы.
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВОЛН – (от лат. Inter – взаимно, между собой и ferio – ударяю, поражаю) сложение в пространстве двух или нескольких волн, при котором в разных точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны. При интерференции света происходит пространственное перераспределение энергии светового излучения при прохождении двух или нескольких световых волн.
ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА – в самом простом и понятном выражении – колебания световой волны в одной плоскости (плоскости поляризации).
Свет, выпускаемый каким-либо отдельно взятым элементарным излучателем (атом, молекула) всегда поляризованный. Но макроскопические (состоящие из большого числа атомов, молекул) источники света состоят из огромного числа таких частиц-излучателей, пространственная ориентация векторов и моменты (время испускания света отдельными частицами) в большинстве случаев распределены хаотически. Поэтому в общем излучении направление световых колебаний непредсказуемо. Подобное излучение называется неполяризованным, или естественным светом.
В биологических системах элементарными источниками света являются молекулярные кольца биоорганических молекул, испускающие только ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ свет, поэтому при рассмотрении процессов молекулярных нанотехнологий живой клетки нужно рассматривать только поляризованное излучение.
При прохождении света через малое отверстие, диаметр которого меньше длины волны, происходит дифракция света, причем само отверстие является источником вторичного излучения. Но при этом возникает наложение (интерференция) вторичного излучения с образованием характерной интерференционной картины.
При множественной интерференции картина усложняется…
Рассмотрим совместное проявление этих физических явлений на примере прохождения коротковолнового ультрафиолетового или рентгеновского излучения через кристалл алмаза.
Алмаз – это одна из разновидностей углерода.
Справка: У углерода три аллотропические модификации – алмаз, графит и фуллерен. В алмазе каждый атом углерода имеет 4 тетраэдрически расположенных соседа, образуя кубическую структуру. Такая структура отвечает максимальной ковалентности связи, и все 4 электрона каждого атома углерода образуют высокопрочные связи С–С, т.е. в структуре отсутствуют электроны проводимости. Поэтому алмаз отличается отсутствием проводимости, низкой теплопроводностью, высокой твердостью; он самый твердый из известных веществ. На разрыв связи С–С (длина связи 1,54 Å, отсюда ковалентный радиус 1,54/2 = 0,77 Å) в тетраэдрической структуре требуются большие затраты энергии, поэтому алмаз, наряду с исключительной твердостью, характеризуется высокой температурой плавления (3550 C).
Малое расстояние между атомами углерода в кристаллической решетке алмаза дает интересный эффект: - при прохождении через алмаз невидимого глазу коротковолнового ультрафиолетового излучения алмаз начинает светиться видимым светом. Свечение усиливается, если в алмазе присутствуют примеси азота – включения атомов азота между атомами углерода решетки алмаза. Они еще больше сужают размеры атомарной решетки для прохода света: - проникает только короткое излучение, которое в результате множественной интерференции преобразуется в длинноволновое, видимое нашему глазу. Это свойство алмаза используется для поиска кристаллов в алмазоносной породе при их промышленной добыче – породу облучают ультрафиолетовой лампой, и в ней начинают сверкать алмазы. Только собирай.
продолжение на следующей странице.