Молекула это вселенная теория
Одна интересная теория гласит, что кроме нашей Вселенной существует еще 10 500 миров. Для написания такого числа обычным способом нужно 500 нулей. Чтобы представить себе, много это или мало, достаточно сказать, что количество атомов во всех звездах, галактиках и планетах нашей Вселенной можно записать числом, которое потребует не больше 100 нулей. Всего-то!
Советский Союз в 20 веке дал миру много выдающихся ученых в области физики. Но в Советском Союзе главенствующей идеологией был атеизм. Это означало, что упоминание о боге сразу ставило крест на любой карьере. Поэтому советским физикам было запрещено задавать вопрос: «А что было до Большого Взрыва, от которого произошла Вселенная?». Сама теория Большого Взрыва была признана и доказана. Но вопрос «Что было до Большого взрыва?» автоматически приводил к первоисточнику, очень напоминающему бога. Ведь даже у самого первого Взрыва тоже должна быть своя Причина.
А сегодняшние знания в науке уже вынуждают ученых выдвигать гипотезы, где учитывается и то, что было «до взрыва», и что существует «за пределами материи». Посмотрите, какими терминами сегодня оперируют физики (я выбрал только самые понятные): «черные дыры», «виртуальные частицы», «невидимая материя», «стрела времени», «схлопывание материального мира из вероятностного состояния», «наблюдатель творит вселенную наблюдением», «суперструны как свернутые измерения многомерного мира».
Интересна теория суперструн, где вместо самой маленькой элементарной частицы началом материи выступает вибрирующая струна, объединяющая в себе свойства волны и частицы. Сегодня теория суперструн, претендующая на новую теорию всего, утверждает, что все вещество Вселенной возникает посредством струн. Струну еще нельзя назвать материальным объектом, это некая вибрация, посредник между материей и Ничто. В некоторых моделях мироздания длина струны может достигать размера Вселенной, а толщина – в миллионы раз меньше размера электрона. Для сравнения, электрон меньше пылинки во столько раз, во сколько раз пылинка меньше галактики. При этом в струне заключен такой потенциал энергии, что один ее метр весит два миллиона масс планеты Земля.
Кто играет на суперструнах? Мы и играем! Собственным сознанием! Суперструны – не результат фантазии или философских размышлений. Этот мир не может быть описан произвольно. В этой поражающей воображение фантастической модели соблюдены все условия самопоследовательности, то есть все выводы увязаны не только через логические последствия, но и через математические уравнения. В данной модели согласованы все до сих пор открытые законы природы и наблюдаемые в экспериментах явления. Эта самопоследовательность вынудила прийти к выводу о том, что существует многомерная Вселенная, включающая несколько измерений, увязанных через струну. Что наш мир – проекция структур более высокой размерности. Пришлось сделать и другие выводы, противоречащие классическому пониманию, а именно признать существование антимиров, где время течет вспять, а также признать и возможность мгновенной передачи информации.
По законам материального мира максимально возможной скоростью передачи информации является скорость распространения света, а именно 300 тысяч километров в секунду. Думаете, это быстро? Для Земли да, а для Вселенной это очень маленькая скорость. До ближайшей к нам звезды свет должен лететь несколько лет. А до некоторых звезд свету потребуется лететь миллиарды лет.
Передать информацию быстрее скорости света невозможно. Представьте, что вы находитесь в центре Вселенной и вам нужно получить информацию о том, что происходит на ее краю. Размер наблюдаемой части Вселенной 40 миллиардов световых лет, следовательно, от нас до ее края 20 миллиардов. Вы посылаете сигнал, а затем ждете ответа.
Свету потребуется на весь путь до края Вселенной и обратно 40 миллиардов лет. Долго. А вот что говорит парадокс Эйнштейна – Подольского – Розена (ЭПР): любые изменения в какой-то одной подсистеме в тот же самый момент времени сказываются на всех остальных частях системы, независимо от расстояния. Он подтверждается экспериментами. Тогда налицо мгновенная передача информации.
Допустим, информацию из какой-то точки мы получаем мгновенно, из нескольких точек – мгновенно, из всех точек пространства, независимо от расстояния, – мгновенно. Следовательно, практически мы находимся в одной точке. Следуя такой логике, приходим к понятию сингулярности – состояния, где Вселенная одновременно является бесконечно большим пространством и точкой.
Понятие сингулярности в одном из буддистских трактатов описывается так: «Будучи маленьким колесиком Вселенной, я наблюдаю, как вращаются все остальные колесики, являясь всеми ими». «Движение ангелов может быть непрерывным и, если угодно, прерывным. Ангел может быть в один момент в одном месте, а в другой момент – в другом, без всякого промежутка времени» (Фома Аквинский).
Есть и другие следствия, которые выходят из возможности мгновенной передачи информации. Некоторые звезды находятся от нас на огромных расстояниях, свет от них доходит до нас миллионы и миллиарды лет. Мы наблюдаем их такими, какими они были миллионы лет назад. Обладая способностью к мгновенной передаче сигнала, можно узнать, что происходит со звездой сейчас или, перехватив свет в пути и вернувшись с прочитанным сигналом обратно, узнаем, что мы увидим через сто, двести или тысячу лет. А если догнать и прочитать световой сигнал, прошедший мимо нас и улетевший дальше, то мы узнаем прошлое, информацию о котором он несет. Таким образом, мы можем одновременно знать прошлое и будущее или наблюдать все события одновременно. Прошлое, настоящее и будущее уже существуют здесь и сейчас.
И мы можем влиять на прошлое. Вот что удивительно. А катарсис психотравмирующих эпизодов детства и предыдущих жизней, разве это не влияние на прошлое?
С мистическим пониманием мира согласуется и еще одна бурно развивающаяся наука – синергетика. Синергетика описывает процессы в бесконечно сложных системах. Выводы и математический аппарат синергетики ныне находят применение во всех областях жизни: биологии, социологии, экономике, космологии, искусстве.
Хаос в синергетике рассматривается как очень пластичное состояние, малейшее влияние на которое приводит к каскаду последствий, выстраивающихся в упорядоченность. Именно в хаосе неуловимое намерение формирует мощную последовательность. Вот почему с помощью тонкой энергии сознания можно формировать плотную реальность, если мы проходим через состояние неопределенности и отсутствия контроля (хаоса).
Источник
История первой молекулы во Вселенной
Первые «атомы» во Вселенной вовсе не были атомами — это были просто ядра, которые еще не нашли электронов. Простейшее ядро, ядро обычного водорода, представляет собой голый протон. После Большого Взрыва Вселенная была полна энергии. Протоны и нейтроны часто сталкивались, и некоторые из них образовывали более крупные ядра, такие как ядро дейтерия (содержащее протон и нейтрон), а также ядра гелия с двумя протонами и двумя нейтронами. Также образовались различные другие структуры протонов и нейтронов, но поскольку атом определяется количеством протонов в нем, все эти другие конгломерации были в основном просто различными версиями водорода, гелия и лития.
Из этих трех гелий первым начал формировать «настоящие» атомы. Атом — это нечто большее, чем ядро, он также должен обладать электронами. Ядра гелия были первыми, кто собрал полный набор электронов. Почему не водород или литий? Что ж, гелий — это первый «благородный газ» в периодической таблице, и первый атом с достаточным количеством электронов, чтобы полностью заполнить имеющиеся вакансии в его электронной оболочке. Таким образом, если электроны являются своеобразной валютой химии, гелий является основным вором периодической таблицы.
В современной лаборатории требуется больше энергии, чтобы украсть электрон у гелия, чем у любого другого элемента. А энергия, необходимая для удаления второго электрона, более чем в два раза больше, чем для первого. В ранней Вселенной, как только ядра гелия начали находить электроны, они заполнили свои электронные оболочки задолго до того, как их стали догонять ядра водорода и уж тем более ядра лития, которым требуется три электрона.
Остальная материя во Вселенной в то время все еще состояла в основном из одиночных протонов, которые начали ощущать эффект отсутствия электронов. Они начали замедляться и искать противоположно заряженных партнеров, чтобы стать электрически нейтральными. Но поймать свободные электроны в одиночку для себя было трудно, проще отнять у атомов гелия. И хотя гелий не горит желанием делиться, при постоянных столкновениях с ядрами водорода он все-таки передавал им электроны. Так образовались первые химические связи, и самое простое соединение гелия и водорода было названо ионом гидрида гелия (HeH + ), и оно является самой первой молекулой во Вселенной.
То, что гелий был первым элементом, образующим связи, удивительно, потому что сейчас мы думаем о гелии как о наименее вероятном элементе, связывающемся с другими — ибо это самодостаточный благородный газ с полным набором электронов. Но в ранней Вселенной гелий был единственным игроком на рынке — единственным банком с электронами для кредитования.
Эта история десятилетиями стояла на твердой теоретической почве, но ей уже давно не хватало наблюдательного подтверждения. HеH + может формироваться на Земле только в лабораториях, и в течение десятилетий он оставался незамеченным в космосе. Однако в прошлом году астрономы объявили, что они впервые наблюдали эту молекулу, скрывающуюся в туманности вокруг тусклой умирающей звезды. 40-летний поиск принес свои плоды, и к нашей картине того, как формировалась ранняя Вселенная, был добавлен новый и жизненно важный фрагмент.
Так что теперь HeH + вступил в ряды внеземных молекул, которых к настоящему времени ученые обнаружили более 200 видов. Это исследование химии за пределами Земли — этим занимается наука, которая называется астрохимией — направлено на выяснение того, какие молекулы присутствуют в космосе, как они формируются и что их эволюция означает для наблюдательной и теоретической астрофизики.
Многие из известных астромолекул, включая воду, аммиак и формальдегид, распространены и здесь, на Земле. Другие, такие как соляная кислота с дополнительным протоном и перекись водорода без одного атома водорода, являются диковинками на нашей планете. Наблюдались также заряженные молекулы, системы с неспаренными электронами и странно расположенные атомы в обычных молекулах. Ученые даже наблюдали молекулы, содержащие так называемые инертные благородные газы, такие как ArH + (комбинация аргона и водорода, и диковинка тут в том, что первый на Земле не образует вообще никаких связей).
Астрохимия рассматривает самые фундаментальные свойства молекул. Это помогает определить, что такое химическая связь на самом деле, как долго молекулы могут оставаться нетронутыми и почему некоторые химические связи встречаются чаще, чем другие. Изучая химию в столь чуждой по сравнению с Землей среде — с температурой, давлением и доступными атомами, совершенно отличными от тех, к которым мы привыкли — мы можем найти молекулы, которые бросают вызов нашим обычным представлениям о том, как взаимодействуют атомы, что приводит нас к более глубокому пониманию химии. В конечном счете исследователи надеются узнать, как появились молекулы, которые в итоге оказались на планетах нашей Солнечной системы и дали начало жизни.
Где же HeH + ?
В лаборатории Калифорнийского университета в Беркли в 1925 году Т. Р. Хогнесс (который позже работал над Манхэттенским проектом) и его коллега Э. Г. Ланн обнаружили, что смешивание гелия и водорода в присутствии электрической дуги в вакуумной камере может создавать ионы с различными массами. Измерение отношения массы к заряду молекул называется масс-спектрометрией, и для некоторых ионов отношение массы к заряду оказалось равным пяти. Это могла быть только молекула HeH + (4 от гелия и 1 от водорода). Но удерживать эту молекулу достаточно долго, чтобы изучить ее, оказалось чрезвычайно трудно, даже в контролируемой лаборатории Хогнесса и Ланна.
В ранней Вселенной эта молекула была еще более нестабильной, потому что HeH + , вероятно, отпустит свой протон при малейшем контакте с другим атомом. В такой связи гелий имеет два электрона, а водород — ни одного. Такая неравномерная связь (называемая дативной связью) слабее, чем традиционные ковалентные связи, в которых оба атома участвуют более равномерно.
В 1978 году Джон Х. Блэк, работавший тогда в Университете Миннесоты, первым доказал, что молекула HeH + все еще может присутствовать в космосе. Блэк предположил, что хорошим местом для наблюдения являются планетарные туманности, созданные раздувшимся умирающими звездами. В этих газопылевых облаках тонкий слой ионизированных атомов гелия обычно находится в присутствии нейтральных атомов водорода, и сильная потребность гелия в электронах может заставить его заимствовать один из них из атома водорода, создавая такую молекулу.
Поэтому с конца 1970-х годов астрономы и их коллеги-химики искали HeH + в различных местах, от планетарных туманностей до сверхмассивных звезд. Однако в течение десятилетий эти поиски не увенчались успехом, что заставило некоторых усомниться в обоснованности роли HeH + в стартовой химии Вселенной. Действительно ли гелий связывался с Н + ? Казалось, что так и должно быть, ведь тогда больше не с чем было образовывать химические связи. Но если это так, то где же HeH + ?
Молекула HeH + долгое время оставалась неуловимой.
Первые молекулы довольно быстро рассеялись после самых ранних эпох. Когда Вселенная созрела, расширилась и остыла, оставшиеся ядра водорода начали собирать свои собственные электроны. И эти теперь нейтральные атомы водорода, по-видимому, почувствовали положительный заряд молекул HeH + и стали сталкиваться с ними. При этом слабая дативная связь HeH + разрывалась, и образовывалась гораздо более сильная ковалентная связь между двумя атомами водорода, создавая молекулу H2 + . После этого атомы гелия уже в основном ни с чем в связь не вступали и оставались одинокими.
Тогда может показаться, что краткое существование HeH+ было несущественным, но это далеко не так. Модели потенциальных химических реакций на тот период времени указывают на то, что без образования HeH + молекула H2 + , а затем и нейтральная H2, образовывались бы гораздо медленнее. И только после получения H2 началась бурная химия: появилась молекула H3 + , которая породила CH + , а она, в свою очередь, CH2 + и каскад других молекул. В конечном итоге эта цепь привела к воде, этанолу и более крупным молекулам. И все эти процессы являются результатом несбалансированной связи в HeH + : без этой начальной молекулы современная Вселенная была бы абсолютно другим местом.
Тем не менее, к 2013 году астрохимики были разочарованы тем, что молекула HeH + нигде не была найдена. Но в том году появился обнадеживающий знак, когда исследователи обнаружили связанную молекулу благородного газа ArH + в остатке сверхновой Крабовидной туманности. Ученые сконцентрировали свои усилия на поиске HeH + в аналогичных суперэнергетических средах. Однако большая проблема заключалась в том, что линии спектра HeH + попадали в ту же область, что и у самой первой молекулы, когда-либо наблюдавшейся в космосе, радикала CH. И никакие телескопы тогда не могли разделить эти сигнатуры.
Затем появилась Cтратосферная обсерватория для инфракрасной астрономии (SOFIA), построенная на базе Boeing 747 с боковым отверстием, через которое инфракрасный телескоп мог наблюдать за небом. SOFIA имеет идеальное разрешение для обнаружения молекулы HeH + , частота излучения которой составляет 2010,184 ГГц. И за три ночи изучения планетарной туманности NGC 7027, являющейся частью созвездия Лебедя, они наконец нашли излучение на этой частоте.
Причем сама планетарная туманность идеально напоминает раннюю Вселенную с ее гигантскими температурами и энергиями. 17 апреля 2019 года команда во главе с Рольфом Гюстеном из Института радиоастрономии имени Макса Планка в Бонне, Германия, опубликовали в журнале Nature доклад об обнаружении HeH + .
Конечно, наблюдались не первичные молекулы HeH + . Исследователи практически уверены, что молекулы, обнаруженные Гюстеном и его коллегами, были созданы гораздо позже. Тем не менее, обнаружение помогает нам больше узнать об этом соединении. Теперь ученые могут создавать лучшие модели Вселенной, существовавшей тогда, когда HeH + была единственной молекулой. Открытие может также дать нам подсказку о том, где еще эта молекула может скрываться сегодня в космосе, направляя нас к другим планетарным туманностям или даже к более далеким областям Вселенной.
Источник