Вокруг Света - Вокруг Света 2006 №04 Страница 19

Не вполне понятными остаются и родственные связи верблюдов. Долгое время их включали в отряд парнокопытных. Конечности верблюда действительно двупалы, однако копыт на них нет вовсе: пальцы заканчиваются тупыми искривленными когтями. И при ходьбе верблюд опирается не на них, а на мозолистую подушку — видоизмененную внутреннюю поверхность пальцев, что автоматически выводит его за пределы копытных. Мозолями же (за которые вся группа получила официальное научное название «мозоленогие») покрыты локти, колени, участки груди — все те места, которыми верблюд может соприкоснуться с горячим песком.

Можно сказать, что свою удивительную приспособленность к жизни в пустыне верблюд заработал горбом и мозолями. Хотя на самом деле это только два из множества уникальных «ноу-хау» верблюда. Он может менять температуру тела от 34 до 40 градусов. Когда воды вдоволь, его ткани способны напитываться ею, как губка. Когда же ее нет, верблюд теряет до четверти собственного веса и при этом неплохо себя чувствует: воду отдают все ткани, кроме крови (у нормальных животных потеря даже 10% веса вызывает повышение вязкости крови до смертельно опасного уровня). Его ноздри, глаза, почки имеют особое строение, подчиненное одной задаче — жить там, где жить нельзя. Одна из черт верблюда резко отличает его вообще от всех млекопитающих: красные кровяные клетки животного имеют форму не вогнутого диска, как у всех прочих зверей, а форму дыни или мяча для регби. Почему они такие, опять-таки точно неизвестно. Но вряд ли это отражает какое-то особое происхождение верблюда. Скорее, такая форма придает клеткам большую прочность (необходимую при больших перепадах осмотического давления в крови) и лучшие гидродинамические качества.

Сегодня в мире насчитывается около 17 миллионов дромадеров. Подавляющее большинство из них проживает там, где они жили всегда: в пустынях Северной Африки и Передней Азии. Здесь они никогда не дичают, как в Америке или Австралии, хотя дромадер и сам может найти себе в пустыне пропитание и воду, а естественных врагов у него нет. Не означает ли это, что не человек некогда одомашнил верблюда, а верблюд пришел жить к человеку?

Борис Жуков

Вселенная как додекаэдр

В стародавние времена люди думали» что 3емля плоская и стоит на трех китах, затем выяснилось, что наша ойкумена круглая и, если плыть все время на запад, то через некоторое время вернешься в исходную точку с востока. Похожим образом изменялись и воззрения на Вселенную. В свое время Ньютон полагал, что пространство плоское и бесконечное. Эйнштейн разрешил нашему Миру быть не только безграничным и кривым, но и замкнутым. Новейшие данные, полученные в процессе исследования реликтового излучения, свидетельствуют о том, что Вселенная вполне может быть замкнута сама на себя. Получается, что если все время лететь от 3емли, то в какой-то момент начнешь к ней приближаться и в конце концов вернешься назад, обойдя всю Вселенную и совершив кругосветное путешествие, подобно тому, как один из кораблей Магеллана, обогнув весь земной шар, приплыл в испанский порт Санлукар-де-Баррамеда.

Гипотеза о том, что наша Вселенная родилась в результате Большого взрыва, сейчас считается общепринятой. Материя вначале была очень горячей, плотной и быстро расширялась. Затем температура Вселенной понизилась до нескольких тысяч градусов. Вещество в этот момент состояло из электронов, протонов и альфа-частиц (ядер гелия), то есть представляло собой сильно ионизированный газ — плазму, непрозрачную для света и любых электромагнитных волн. Начавшаяся в это время рекомбинация (соединение) ядер и электронов, то есть образование нейтральных атомов водорода и гелия, кардинально изменила оптические свойства Вселенной. Она стала прозрачной для большинства электромагнитных волн.

Таким образом, изучая свет и радиоволны, можно увидеть только то, что произошло после рекомбинации, а все то, что случилось раньше, закрыто он нас своеобразной «огненной стеной» ионизованного вещества. Заглянуть гораздо глубже в историю Вселенной можно только в том случае, если мы научимся регистрировать реликтовые нейтрино, для которых горячее вещество стало прозрачным гораздо раньше, и первичные гравитационные волны, для которых материя любой плотности — не преграда, однако это дело будущего, причем далеко не самого близкого.

С момента образования нейтральных атомов наша Вселенная расширилась примерно в 1 000 раз, и излучение эпохи рекомбинации сегодня наблюдается на Земле как реликтовый микроволновый фон с температурой около трех градусов Кельвина. Этот фон, впервые обнаруженный в 1965 году при испытаниях большой радиоантенны, практически одинаков во всех направлениях. По современным данным, реликтовых фотонов в сто миллионов раз больше, чем атомов, поэтому наш мир просто купается в потоках сильно покрасневшего света, излученного еще в самые первые минуты жизни Вселенной.

Классическая топология пространства

На масштабах больших, чем 100 мегапарсек, видимая нами часть Вселенной достаточно однородна. Все плотные сгустки материи — галактики, их скопления и сверхскопления — наблюдаются только на меньших расстояниях. Более того, Вселенная к тому же изотропна, то есть ее свойства одинаковы вдоль любого направления. Эти экспериментальные факты лежат в основе всех классических космологических моделей, в которых предполагаются сферическая симметрия и пространственная однородность распределения вещества.

Классические космологические решения уравнений общей теории относительности Эйнштейна (ОТО), которые были найдены в 1922 году Александром Фридманом, имеют простейшую топологию. Их пространственные сечения напоминают плоскости (для бесконечных решений) или сферы (для ограниченных решений). Но у подобных вселенных, оказывается, существует альтернатива: не имеющая краев и границ, замкнутая сама на себя вселенная конечного объема.

Первые решения, найденные Фридманом, описывали вселенные, заполненные только одним сортом вещества. Различные картины возникали из-за разницы в средней плотности материи: если она превышала критический уровень, получалась замкнутая вселенная с положительной пространственной кривизной, конечными размерами и временем жизни. Ее расширение постепенно замедлялось, останавливалось и сменялось сжатием в точку. Вселенная с плотностью ниже критической имела отрицательную кривизну и бесконечно расширялась, скорость ее раздувания стремилась к некоторой постоянной величине. Эта модель называется открытой. Плоская Вселенная — промежуточный случай с плотностью, точно равной критической, — бесконечна и ее мгновенные пространственные сечения являются плоским евклидовым пространством с нулевой кривизной. Плоская, так же как и открытая, расширяется бесконечно долго, но скорость ее расширения при этом стремится к нулю. Позднее были придуманы более сложные модели, в которых однородная и изотропная вселенная была заполнена многокомпонентным веществом, видоизменяющимся со временем.