Происхождение жизни: маленький теплый водоем - Фолсом К.
Скачать (прямая ссылка):
Чарлз Дарвин
глава i Химия Вселенной
j^ Гигантская туманность в созвездии Ориона.
Эту туманность в районе «меча» Ориона можно видеть в бинокль. Она имеет около 15 световых лет в диаметре и содержит такое количество газа и пыли, которого достаточно для образования 100 000 звезд размером с наше Солнце. Это одна из многих туманностей в нашей Галактике — Млечном Пути, диаметр которой около 100 000 световых лет. Туманность Ориона, отстоящая от нас на расстояние около 1500 световых лет, является ближайшей к нам туманностью. (Фотография сделана в Ликской обсерватории с использованием 120-дюймового телескопа-рефлектора Маунт-Гамилъ-тон. Восппоизводится с любезного разрешения НАСА.)
Порядок — первый закон Небес.
Александр Поп
Выйдите на улицу в ясную темную ночь и взгляните на звезды. Среди них одни — желтые или оранжевые, другие — белые, третьи — голубые. По своим видимым размерам и блеску они изменяются от едва заметных простым глазом до таких ярких, что кажется, в их лучах предметы могли бы отбрасывать тени. Благодаря телескопу люди узнали, что некоторые из этих объектов вовсе не звезды, а галактики — громадные скопления звезд; другие представляют собой туманности — огромные светящиеся облака газа и пыли, находящиеся внутри нашей Галактики.
Замечательно, сколь малое число научных принципов достаточно для объяснения всего этого изобилия и разнообразия: химического состава, расстояний, возрастов, происхождения и эволюции звезд и планет. Один из таких принципов гласит, что распространенность химических элементов одинакова во всей Вселенной. Превращения элементов и реакции между ними являются фундаментальными свойствами их строения, концентрации и условий окружающей среды. Химия Земли и Солнца подчиняется тем же законам, что и химия любой другой области Вселенной.
Определение химического состава звезд, удаленных на большие расстояния, или хотя бы нашего Солнца поначалу может показаться невероятно трудной задачей. Единственным связующим звеном между наблюдателем и этими телами является излучаемый ими свет. Но, оказывается, этого достаточно. Свет, излучаемый звездой, можно с помощью спектроскопа разложить на составляющие с различными частотами колебаний; спектральные линии дадут информацию о присутствии и содержании тех или иных химических элементов.
В самых общих чертах спектроскоп состоит из призмы или дифракционной решетки и узкой щели, расположенной между изображением звезды и фотопленкой или другим приемником излучения. Не разложенный на составляющие белый свет представляет собой один из видов электромагнитного излучения звезды; он состоит из сово-
Частота фотонов, Гц
Ю’ Ю210* 10*10* 10е W7 10е 10s 10ю 10йw'2w'3ion ШкЮаШ,?ШкЮ'} WZ0U2,W22W2ZWU
L-l i I—I—I—I—I—I—I—I—L_J_________________________I_I_I i ............
Збикобая Инфракрасные мчи
частота Миоболш v"‘"‘amuMbtu clem
Уяыпрафиолт Рентгеновские лучи
У Лучи Космические лучи
-----1___________________________________I___I_______I_________________I
Низкая Теплота I Ионизирующее излучение Очень
I бысокая
Разрыб химических сбязей
Рис. 1.1. Спектр электромагнитного излучения. Спектр простирается от звуковых волн до космических лучей. Особый интерес представляет диапазон от дальней ультрафиолетовой до видимой области включительно; в этот диапазон попадает большая часть энергии падающего на Землю солнечного излучения.
купности отдельных фотонов, энергии которых пропорциональны их частотам. Зависимость между энергией и частотой, а также место, которое занимает видимый свет среди других электромагнитных излучений, представлены на рис. 1.1.
На рис. 1.2 показано, как в спектроскопе белый свет, содержащий фотоны многих частот, разлагается и образу-
Рис. 1.2. Схема простого спектроскопа. Световые лучи от источника проходят через узкую щель, затем через линзу и в виде параллельного пучка падают на призму (или дифракционную решетку), которая разделяет лучи различных частот. Вторая линза собирает лучи и направляет их на приемник излучения. Чем уже щель, тем лучше разделение лучей по частотам.
ется спектр изображений щели, каждое из которых отвечает узкому диапазону частот излучения.
Рассмотрим в качестве источника света раскаленное добела твердое тело. В зтом случае получается сплошной непрерывный спектр. Под действием тепла электроны атомов, составляющих тело, переходят на более высокие энергетические уровни; затем эти электроны возвращаются на более низкие уровни, причем тепловая энергия, благодаря которой электроны попадают на более высокий энергетический уровень, вновь выделяется в форме фотонов (световой энергии). Раскаленное добела тело излучает фотоны практически во всем интервале частот видимого спектра.
