Самоорганизация на материята
Процесът на съмоорганизация е натурален блян на материята да се самоструктурира и саморазвива.
Наблюдава се освен в еволюцията на живите системи, само че и в по-глобален темперамент, започвайки от възникването на обикновени частици, атоми и молекули и завършвайки с образуването на великански галактически системи и галактики, от една страна и въпреки това – от едноклетъчните организми до най-сложната жива конструкция – мозъка.
Обичайните закони на природата се стремят да основават организация. Тя е допустима с помощта на четирите съществени сили във Вселената, а точно гравитация, нуклеарно, електромагнитно и едва взаимоотношение.
Ще обърна внимание на електромагнитната мощ и гравитацията и тяхното съответствие. Електромагнитното привличане държи атома цялостен, като кара негативно заредените електрони да обикалят към ядро с позитивно заредени протони.
Силата на гравитацията също работи на тези обикновени частици, изграждащи атома, само че тя е доста по-слаба от електромагнитната мощ. Важното в тази ситуация отношението на гравитацията към електромагнитната мощ. Оказва се, че гравитационната мощ е по-слаба от електромагнитната мощ едно с тридесет и шест нули.
Това дефинира обстоятелството, че на атомно равнище гравитацията няма огромен резултат, само че за сметка на това се разгръща на необикновено огромна повърхност. Затова се усеща в по-голям мащаб. Силата ѝ е постоянно позитивна. Колкото повече маса има даден обект, толкоз е по-голяма неговата гравитация.
Затова когато има огромни скупчвания на атоми, тяхната маса се сумира и силата на гравитацията пораства съразмерно. Именно комбинираната мощ на гравитацията на всички атоми на Земята ни държи на повърхността. Всъщност силата на гравитацията дефинира размера на живите същества на дадена планета. Колкото е по-голяма тя толкоз оптималният размер ще е по-малък.
Да си представим, че отношението сред гравитация и електромагнетизъм е по-малко от това сега, то тогава силата на гравитацията на Земята ще бъде толкоз огромна, че на нея не би могъл да издържи никакъв организъм, по-голям от насекомо.
Според актуалната просвета звездите се образуват от силата на привличане на обособените атоми и след втвърдяване на газовете, когато плътността нарасне задоволително, стартира термоядрена реакция. Високата температура от реакцията изхвърля вещество на открито, а силата на гравитацията го тласка във вътрешността.
Без нужния баланс сред разширение и стесняване и без нужната маса не би имало звезди в положението, което ги познаваме. Ако силата на гравитация е по-малка, то за образуването на звезда ще е нужна милиард пъти по-малко материя от нормално. Тя би била по-малка и също така ще свърши нуклеарното си гориво по-бързо.
Това не ще разреши развиването на какъвто и да е живот, тъй като животът ѝ ще е няколко хиляди години, вместо милиарди. Галактиките също ще бъдат по-малки и звездите в тях щяха до бъдат ситуирани по-нагъсто. Това от своя страна би повлияло върху орбитите на планетите, обикалящи към тези звезди.
Ако орбитата на нашата планета не е постоянна, температурната амплитуда ще е доста огромна и едва ли някакъв организъм би оживял.
Много значима за съществуването на живот е една друга мощ, тази, която свързва атомите в другите детайли. Тя мощно въздейства върху характерностите на нашата Вселена, като дефинира по какъв начин се образуват атомите и по какъв начин се получават нуклеарните реакции.
За нас най-важна е силата на свързване на хелия, тъй като първото потомство звезди трансформират водорода в хелий посредством термоядрен синтез. В хода на този развой 0,7% от сумарната маса се отделя във тип на чиста сила, която идва при нас като топлота и светлина от Слънцето.
Ако свързващата сила се промени, стане по-малка, то процентът на масата, превърната в сила, няма да е задоволителен, с цел да може да си извърши задачата. Не биха могли да се образуват тежките детайли от рода на въглерода и желязото. Водородните атоми щяха да продължат да се свиват в тежки маси, да се нагряват, само че не би имало термоядрени реакции, които вършат звездите настоящи. Не биха се образували други детайли и не би имало планети и живот.
При по-голяма стойност или в случай че нуклеарната мощ бе дребни по-голяма, в сравнение с е в този момент, би довело до различен проблем в образуването на детайлите. При това състояние водородните атоми биха се слели в една изродена форма, наречена дипротон.
При естествена стойност единствено доста дребна част от водородните атоми изпадат в такова положение, тъй че остава задоволително голямо количество във Вселената, което да взе участие в съединенията, нужни за живота.
С други думи, в случай че съществуваше дипротонът, ние нямаше да съществуваме, защото не би имало най-важното съединяване – водата. Стабилните звезди не биха съществували, тъй като за това им е нужен водород за гориво, а подобен нямаше да има.
Образуването на останалите детайли след хелия също е внимателен развой. Стойностите на които би трябвало да бъдат тъкмо тези, каквито са сега. При термоядрения синтез, когато водородът свърши, ядрото от хелий става по-плътно. Повишаването на плътността води до повишение на температурата и оттова – на опцията на хелият да се трансформира в въглерод, като премине през преходна форма – берилий.
Нека в този момент да сравним двете необятно огромни сили във Вселената, а точно силата на гравитацията и силата на разширение на Вселената. Научно потвърдено е, че Вселената се уголемява с Доплеровия резултат на вълновата функционалност на светлината, наименуван алено отместване .
Ако преди 15 милиарда години, преди образуването на първите звезди, гравитацията бе надделяла над разширението на Вселената, то тогава тя би се свила без опция за формиране на каквито и да било звезди и галактики.
Обратно, в случай че гравитацията не удържи разширението, то ще продължи толкоз бързо и неконтролируемо, че не би могла да се образува никаква конструкция. Двете сили са уредени по този начин, че Вселената се уголемява с вярна скорост и ритъм, нужни за основаване на звезди, способни да съществуват милиарди години.
Всичко тава е допустимо с помощта на вярната компактност на материята. Критичната компактност е 5 атома на пространствен метър, определяща ориста на Вселената. Ако е по-висока, силата на гравитацията ще бъде задоволителна, с цел да накара Вселената да се свие.
Ако плътността е по-малка, всичко ще се уголемява прекомерно бързо и не биха се образували звезди и галактики.
Важна линия, определяща Вселената като такава, каквато я познаваме и учим е броят на пространствените измерения. Практически е ясно, че те са три. Ако светът беше дву- или четириизмерен, животът подобен, какъвто го познаваме, не би съществувал.
При три пространствени измерения гравитацията се подчинява на закона за инвертния квадрат. За да се изясни това, дано преместим даден обект с орбита към планета на два пъти по-голямо разстояние от това, на което се намира сега.
Вследствие на това силата на привличане от планетата ще бъде една четвърт от първичната. Ако се реалокира четири пъти, то силата на гравитация ще падне на една шестнадесета.
Благодарение на всичко това при закъснение на придвижване на една планета към Слънцето тя няма да падне, а ще премине на по-ниска орбита. И противоположното, в случай че скоростта ѝ се усили, няма да се отдалечи безпределно в пространството, а ще премине на по-горна орбита. Стабилни орбити има единствено при три пространствени измерения, който законът за инвертния квадрат се съблюдава.
Ако измеренията бяха две, мъчно би могъл да съществува функционален мозък. Тогава нервните кафези би трябвало да се пресичат, вместо да се разполагат една върху друга, което би довело до мощно ограничение на обработката на информация.
Оказва се също по този начин, че електромагнитни предавания, от вида на употребяващите се при радиоприемниците и тв приемниците, са вероятни единствено в триизмерна Вселена.
Ако за съществуването на живите организми е належащо съществуването на високонадеждни вълнови сигнали, тогава не би трябвало да чакаме Вселената да има повече или по-малко то при измерения.
Самоорганизацията сега е извънредно фешън тематика, която излиза отвън тематиката за науката за наноразмерните обекти и е по-скоро философско разбиране, тъй като самоорганизация търсим в обществата, в нервната система, роботиката.
Полимерите са първата крачка към живата материя, която може да се преглежда като композиция на C-N-H-O, въглерод, азот, водород и О2. Разбира се, има и други детайли, само че в случай че не са построени въглеродно-водородни вериги и водорoдни връзки, жива материя въобще няма.
Усукването на белтъците е естествена самоорганизация, при която природата избира всред милиардите благоприятни условия за извъртане тази, която е функционално най-изгодна. Протеините, основата на нашия живот, се усукват вярно при температура, която не надвишава 41 C.
Самоорганизация на материята до скоро се смяташе, че опонира на втория принцип на термодинамиката – закона за повишаването на ентропията. Той гласи, че в една затворена система частиците се стремят към безпорядък.
В последна сметка организацията на част от материята в системата не въздейства на прогресивния безпорядък, тъй като провокира повишение на ентропията в околната за него среда.
Самата Земя (а и цялата Слънчева система) също е зародила като конструкция за сметка на разсеяните в пространството големи количества галактическо вещество и сила. На нея изискването за формиране на дисипативни структури е изпълнено, такива системи, способни на самопроизволно затруднение, и по тази причина не е изумително, че са зародили разнообразни комплицирани структури – континенти, облаци, урагани, водни течения и, най-после, биосфера.
Според най-нови проучвания на учени от Мичиганския университет, ентропията сама може да основава комплицирани кристали от елементарни форми. Те демонстрираха по какъв начин пирамидални форми могат непринудено да се самоорганизират в сложни квазикристали. Трудът бе оповестен в последния брой списание Nature и накара учените да премислят каква е ролята на ентропията в самоорганизиращите се структури.
Макар че ентропията постоянно се свързва с хаоса, тя от време на време е причина за непринудено появяване на подреденост в някои системи. За откритието учените използваха пирамидална форма, наречена тетраедър. Тетраедрите са най-простите елементарни твърди тела, до момента в който квазикристалите са измежду най-сложните и красиви формирания в природата.
Хаотичното държание на квантовите системи е предписание, а не изключение в нашата Вселена. Стабилният свят, който следим с нашите сетива, в основата си се ръководи от класическата доктрина на хаоса и в действителност е вследствие на динамичното равновесие на хаоса в квантовия свят.
Класическата доктрина на хаоса изследва непредсказуеми на пръв взор динамични системи, в които даже и пренебрегващо дребни събития могат изцяло да трансформират държанието на системата.
Подобни системи се следят на всички места към нас, като се стартира от образуването на облаците в атмосферата, химичните реакции, тържищата и се стигне до сложността на биологичните системи.
Макар че на пръв взор тези системи са изцяло безредни, те въпреки всичко се подчиняват на математически закони и могат да се опишат с математически уравнения, казусът при тях е, че не може да се планува дълготрайното им държание.
Случайните промени и естественият тим не могат да дадат никакъв резултат, в случай че няма условия за формиране на нова конструкция, а тези условия пораждат единствено в мощно неравновесен поток от субстанции и сила.
Природата има изумителни образци за пораждане на живот и акомодация на живи същества към околната среда, чието пояснение би трябвало да е подкрепено с освен това от метафизичен причини.
Учените не са се впечатлявали от по-лесните причини в интерес на Творението, което е с лимитирано звучене във връзка с доста страни от обикалящата ни действителност.
Опровержението идва под формата на еволюция по пътя на естествения тим, която демонстрира по какъв начин живите същества могат да се приспособяват добре към околната им среда с течение на времето с помощта на зараждащите разнообразни условия, стига тези промени да не протичат прекомерно бързо.
