Hidden
05-19-2010, 04:30 AM
زمین ، سومین سیاره نزدیک به خورشید و بزرگترین سیاره در میان سیارات درونی است. ساختار درونی زمین مثل سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایههای مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است. هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است.
فاصله متوسط از خورشید 60.149 کیلومتر
قطر استوا 12756 کیلومتر
مدت حرکت وضعی 93.23 ساعت
مدت حرکت انتقالی 26.365 روز
سرعت حرکت انتقالی 79.29 کیلومتر در ثانیه
دمای سطحی 55 تا 70 درجه سانتیگراد
جرم (زمین = 1) 00.1
چگالی متوسط (آب = 1) 52.5
جاذبه (زمین = 1) 1
تعداد قمر 1
زمین شرایط بسیار منحصر بفردی دارد. هیچکدام از سیارات دیگر آب مایع و جو پر اکسیژن نداشته و حیات در آنها وجود ندارد. تکامل تدریجی زمین که 4.5 میلیارد سال طول کشیده است، همچنان بطور طبیعی و نیز بر اثر فعالیتهای انسان ادامه خواهد داشت. همچنین چگالی زمین از تمام سیارات دیگر بیشتر است.
زمین در آغاز شکل گیری
در اوایل پیدایش منظومه شمسی ، ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتا از گاز و غبار تشکیل شده بود، پس از برخورد به هم چسبیده و اجسام بزرگ و بزرگتری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.
4.5 میلیارد پیش ، زمین دارای سطحی داغ ، قرمز و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلیونها سال ، سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی ، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایههای زیرین و از طریق دهانههای آتشفشانی بیرون زده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگهای زیادی به سطح زمین خوردند و هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه کردند.
پس از یک میلیارد سال ، زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آب را بوجود آورد. این قطرات آب میلیونها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاده ، باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به تدریج به شکل کنونی درآمده است.
زمین در آغاز شکل گیری
با سرد شدن زمین ، شرایط لازم برایپیدایش حیات در آن فراهم شدند.
نحوه پیدایش و تکامل زمین
زمین در بدو پیدایش بصورت کرهای از مواد بسیار داغ و نیمه مذاب بوده که به تدریج عناصر سنگینتر تهنشین شده و هسته فلزی را به وجود آوردند ، و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت میلیاردها سال زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت، جو زمین شکل گرفت، و اقیانوسها بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز ادامه دارد. پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده و دائما بر اثر زمین لرزهها و حرکتهای قارهای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالتهای انسان به آرامی در حال تغییر است. مشخصات زمین
زمین سیارهای است منحصر بفرد ، دارای آب مایع و جوی که قسمت اعظم آن از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده که تداوم حیات را ممکن میسازند. در منظومه شمسی ، زمین پنجمین سیاره از لحاظ بزرگی و سومین سیاره نزدیک به خورشید است. چگالی زمین از تمامی سیارات بیشتر است.
زمین در منظومه شمسی دو نوع حرکت ، وضعی و انتقالی دارد. در حرکت وضعی زمین در یک شبانه روز به دور خودش میچرخد و در حرکت انتقالی در یک سال مداری بیضی شکل حول خورشید را طی میکند (مدار زمین).
کره مغناطیسی
با چرخش زمین به دور خودش ، چرخههایی در هسته خارجی آن که از آهن مذاب تشکیل شده بوجود آمده ، جریانهای الکتریکی تولید میکنند. این جریانها باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف زمین شده و پوششی محافظ در اطراف آن ایجاد میکنند (کمربند تشعشعی زمین). این میدان که کره مغناطیسی نامیده میشود، زمین را در برابر جریانهای سریع ذرات باردار بادهای خورشیدی محافظت میکند.
بعضی از این ذرات در دو نقطه میدان مغناطیسی به نام کمربندهای «وان آلن» به دام میافتد. کره مغناطیسی بیشتر بادهای خورشیدی را از زمین دور میکند، اما جریانهای ذرات باد خورشیدی آنقدر قوی هستند که قسمت جلویی کره مغناطیسی را مسطح نموده و باعث کشیدگی عقب آن میشوند.
آینده زمین
از آنجا که حیات در زمین) وابسته به خورشید است، آینده کره زمین نیز به آینده خورشید وابسته خواهد بود. حدود 5 میلیارد سال دیگر ذخایر انرژی خورشید تمام شده و خورشید به یک غول سرخ تبدیل میشود و افزایش حجم میدهد. گرمای شدید حاصل از افزایش حجم باعث آب شدن یخ مناطق قطبی و بالا آمدن آب اقیانوس میشود. سپس جو زمین شروع به تبخیر میکند و گیاهان خشک آتش میگیرند. در چنین شرایطی امکان حیات در زمین کلا از بین میرود.
انتظار نجومی
شاید انسان در آینده بتواند قبل از وقوع فاجعههای فوق زمین را به جایی دورتر از خورشید منتقل کند.
شاید امکانات آینده ، انسانهای آن زمان به سیاره قابل سکونت دیگری کوچ کنند.
شاید بشر بتواند مانع از وقوع فاجعههای فوق در خورشید و زمین شود.
باید پنج میلیارد سال انتظار کشید.
تاریخ پیدایش جهان
تئوری بیگ بنگ(مهبانگ) برجسته ترین تئوری علمی است که تاکنون در مورد پیدایش جهان ارائه شده است. به طور تخمینی انفجار بزرگ در حدود 15 میلیارد سال گذشته رخ داد. با اینکه بشر سالیان سال است که در جستجوی درک پیداش جهان است اما تنها در طی 50 سال گذشته توانسته است که به پاسخ برخی از سوالات در باره پیدایش جهان و عالم گیتی دست یابد.
در طول این سالیان تمدنهای مختلف با به وجود اوردن گونه های مختلف کیهان شناسی سعی بر ان داشته اند که فلسفه هستی و پدیده های که در طبیعت و اسمان تاریک رخ میدهد را روشن سازند. به طور قابل ملاحظه بعضی از عقاید مطرح شده از بعضی جهات به واقعیات نزدیک بودهاند.
نظریه انفجار بزرگ در ابتدا توسط کشیش بلژیکی به نام Georgs Lemaitre در سال1927 بیان شد.فرضیه او بعد از مشاهده ی تغییر red shift (خطوط طیف قرمز که برای اندازه گیری فاصله ستارگان از زمین به کار میرود) در سحابی های دور دست ( توده های عظیم گازی) توسط ستاره شناسان ،به عنوان مدل مبنی بر فرضیه ی نسبیت برای جهان مطرح شد. اما فرضیه بیگ بنگ زمانی قاطعانه مورد تایید قرار گرفت که این تشعشعات در سال 1964 توسط Arno Penzias وRobert Wilson کشف شد. که بعدها این 2 نفربه علت همین کشف خود برنده جایزه نوبل شدند.
به طور تخمینی 15 بیلیون سال پیش تمامی مواد و همچنین فضا در یک حجم کوچک و بسیار داغ فشرده شدند
ودر کمتر از یک ثانیه شروع به انبساط کردند که همچنان ادامه دارد.
قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی افتاد؟ تا به حال کسی جواب این سوال را نمی داند اما نظریات گوناگونی در این باره وجود دارد.به عقیده برخی لکه اولیه به وسیله نوسانات کوانتوم در خلاء به وجود امد برخی دیگر بر این باورند که لکه اولیه در اثر اتفاقاتی که در کیهانی دیگر روی داده به وجود امده.عده ای دیگر بر این باورند که کیهان خودش را در طول تریلیونها سال بازسازی می کند و هر بار که دو تا از ابعاد با هم برخورد می کنند انفجار بزرگ رخ می دهد و البته نظریات دیگری هم وجود دارد.
سعی ما در اینجا این است که تا جایی که علم امروزی قادر به ان است وقایعی را که منجر به پیدایش هستی شد توضیح بدهیم.
اولین 3 دقیقه
در ثانیه 0 : در حال حاضر قبل از انفجار بزرگ کیهان خیلی داغ و غلیظ است. قوانین فیزیک هنوز قابل کاربرد نیستند. در لحظه ایجاد حداقل 10 بعد برای شکل دادن به کیهان به وجود می ایند. از این ابعاد تنها 4 بعد به وجود خود ادامه می دهند که ما انها را می شناسیم: 3 تا از ابعاد فضا و یک بعد زمان.
در نتیجه روی دادن انفجار بزرگ فضا منبسط شده و سپس خنک می گردد در این حین نطفه حوادث مهم بسته می شود که به اختصار انها را مرور می کنیم....
0.0000000000000000000000000000000000000000001 (10-43) ثانیه :
گرانش یا جاذبه که یکی از 4 نیروی بنیادیست پدیدار می گردد.
0.0000000000000000000000000000000001 (10-34) ثانیه :
ماده تشکیل می شود قطعات ساختاری مانند ذرات کوارک لپتون فوتون و نوترون به کیهان سرازیر می شوند. قابل یاد اوریست که در این لحظه کیهان به اندازه یک هندوانه می باشد.
0.000006 (10-6) ثانیه :
کوارک ها به همدیگر می پیوندند در نتیجه پروتون و نوترون به وجود می ایند. پروتون و نوترون که هر کدام از 3 کوارک تشکیل شده اند ذرات اصلی در هسته تمامی اتمها می باشند.
در دقیقه 3: در ابتدا به دلیلی که هنوز هم برای دانشمندان معلوم نیست یک الکترون به وجود آمد این الکترون با جذب انرژی با یک الکترون دیگر ترکیب شد و یک پروتون به وجود آورد این الکترون و پروتون با هم دیگر سایر اجزای اتم از قبیل پوزیترون میون و ... را پدید آوردند و بدین ترتیب اولین عنصر ( هیدروژن) تشکیل شد.
هیدروژن های تشکیل شده با پدیده های هم جوشی باعث به وجود آمدن عناصر سنگین تر از قبیل هلیم و لیتیم (که سبکترین عناصر می باشند) شدند. از با هم بودن این عناصر جرمی تشکیل شد که به تدریج با آزاد کردن انرژی به اجرام کوچک تر تجزیه میشد ( این فرآیندها چند صد میلیارد سال طول کشیده است) اما یکی از این اجرام بسیار سنگین به علت فراوانی انرژری درونی حاصل از هم جوشی و شکافت هسته ای به یک باره منفجر شد و اجزای کوچک تری با ثبات اتمی بیشتر نسبت به جرم اولیه پدید آمدند.
بعد از 300 هزار سال:
میانگین دما به 3000 درجه کاهش یافته است (برابر با 5000 درجه فارنهایت). الکترونها قادر به ماندن در مدار هسته هستند . اتمهای هیدروژن و هلیوم سر انجام سوخت ستارگان را به وجود می آورند.
بعد از یک ملیون سال:
تا این زمان کیهان کدر و مات بوده است وغیر قابل رویت و این به دلیل فزونی الکترونهای رها شده است هنگامی که بیشتر الکترونها در مدار هسته قرار میگیرند کیهان شفافتر شده و دیدن آنسوی کیهان ممکن می شود . زمان زیادی طول خواهد کشید تا کسی برای دیدن در پیرامون باشد......
نزدیک شدن به یک میلیارد سال
در این زمان کیهان که هنوز در مراحل اولیه گسترش است از ابرهای غول پیکر هیدروژن و هلیوم که به طور نا برابری در فضا هستند تشکیل شده است .اما رخداد شگرفی در شرف وقوع است. چیزی بهت انگیز و با عظمت در هر دو پیچیدگی و سادگیش....
000 400 سال بعد از انفجار بزرگ کیهان شفاف می شود. ذرات بوجود امده از انفجار بزرگ ( الکترون پروتون و نوترون) با همدیگر ترکیب شده و اتمها را بوجود می اورند ( بیشتر هیدروژن و مقداری هلیوم و مقدار کمتری لتیوم).
به این دلیل که اتمها از نظر بار خنثی می باشند
( بر خلاف الکترون که بار منفی و پروتون که بار مثبت دارد) انها در حرکت ذرات نور ( فو تونها ) که حالا می تواند مسافت طولانی را طی کند دخالت نمی کنند. امروزه اولین فوتونها از ان زمان را هنوز می توان به عنوان ارتعاشات امواج ریز کیهانی مشاهده نمود.
چند بیلیون سال بعد:
به وجود امدن خوشه های کهکشانی:
نوسانات کوانتوم بسیار کوچک و مادون اتمی در.00000000000000000000000000000001 ثانیه به وجود امده در انفجار بزرگ باعث به وجود آوردم امواجی ناهموارمی شود که با انبساط کیهان بزرگتر می شود. این امواج ناهموار به طور تخمینی کوچکترین انها جرمی برابر با 500 ترلیون خورشید را دارا بود. این امواج ناهموار منشاء خوشه های کهکشانی هستند که ما امروزه می بینیم.
به وجود امدن کهکشانها:
جاذبه گرانشی به تدریج بی نظمی هایی را در تراکم ( چگالی ) مواد تشدید می کند. در نتیجه نواحی از فضا با تراکم بیشتر به وجود امده امروزه ما این نواحی از فضا را کهکشان می نامیم.
|پیدایش اولین ستارگان:
اتمهای هیدروژن و هلیم در مناطق موضعی با تراکم بیشتر متمرکز شده اند این جاذبه گرانشی است که سرانجام منجر به وجود امدن مناطقی با تراکم شدید فشار زیاد و درجه حرارت بسیار زیاد می شود در نتیجه هسته اتمهای هیدروژن با همدیگر ترکیب می شوند. این باعث می شود که هیدروژن به هلیوم تبدیل شده و بخشی از جرم اولیه به انرژی تبدیل گردد. منظور از انرژی در اینجا گرما و نور می باشد. بدین گونه اولین ستارگان بوجود امدند.
پیدایش ارکانی از حیات:
اولین ستارگان هزاران مرتبه از خورشید ما سنگین تر هستند. طول عمر آنها نیز از خورشید کمتر می باشد زیرا هیدروژن خود را تنها در طی چندین میلیون سال مصرف می کنند. موقعی که ذخیره هیدروژن انها تمام شود این اولین ستارگان در فرایند فروپاشی قرار می گیرند در نتیجه این فروپاشی واکنشهای هسته ای دیگری روی می دهد که باعث به وجود امدن عناصر سنگین تر مانند کربن نیتروژن اکسیژن و ... می شود. لازم به یاداوری است که وجود این عناصر برای ادامه حیات لازم است و بدون انها حیات موجودات زنده ممکن نیست. وجود این عناصر باعث انفجار ستارگان شده و سوپر نوا یا ابر نواختر به وجود می اورد. انفجار ستارگان همچنین ذرات سنگینی را که نامبرده شد به فضای کهکشانی پراکنده می کند.
پیدایش دومین نسل از ستارگان:
امواج شوکی از سوپر نوا منجر به فروپاشی ابرهای مجاور که از گاز تشکیل شده اند می شود. ستارگانی مانند خورشید که از دومین نسل به وجود امده ستارگان می باشد بدین ترتیب به پدید آمده اند. ستارگان به وجود امده در مقایسه با نسل اول جرم کمتر و عمر بیشتری دارند ( عمر انها بیلیونها سال است در مقایسه با نسل اول که میلیونها سال عمر کردند ) ستارگانی که امروز می بینیم همگی از این نسل هستند.
کهکشان ما راه شیری می باشد که احتمالا" از 400 بیلیون ستاره تشکیل شده است که به طور تقریبی 100هزاز سال نوری قطر دارد ( 1 سال نوری تقریبا" برابر با 6 تریلیون مایل است ) عقیده برخی بر ان است که کهکشان راه شیری در حدود 8 بیلیون سال پیش به وجود امد در حالی که برخی دیگر تاریخ پیدایش ان را 14 بیلیون سال پیش می دانند. این کهکشان از مجموعه ای از کهکشانهای کوچکتر تشکیل شد.
خورشید: (یکی از ستارگان) 2 میلیون بار بزرگتر از زمین است و تقریبا" در وسط کهکشان قرار دارد. خورشید هر 250 میلیون سال یک بار بدور مرکز کهکشان دور می زند.
کهکشانها شامل چند بیلیون تا چند تریلیون ستاره می باشد. ساختار مارپیچی که در کهکشانهای زیادی یافت می شود به وسیله جاذبه گرانشی که مناطقی با تراکم زیاد را می سازند به وجود می اید. ستارگان به دور مرکز کهکشان می گردند اما این چرخش سریعتر از چرخش قسمتهای مارپیچی می باشد در نتیجه به داخل یا بیرون این مناطق که غلظت و تراکم بیشتری دارند متناوب عبور می کنند.
چرا کهکشانها همانند یک ورقه یا بشقاب هستند؟ شکل کهکشانها که همانند دیسک یا بشقاب هستند به وسیله فعل و انفعال ( کنش و واکنش ) 2 نیرو به وجود می آیند:
1) جاذبه گرانشی مواد را در مرکز متمرکز می کند.
2) انرژی چرخشی ( نیروی حرکتی ) باعث می شود که ماده از محور حرکت دور شود.
خوشه های کهکشانی شامل چندین دو هزار جین کهکشان می باشد. این سوال مطرح می شود که ایا در سیاره های دیگر حیات وجود دارد؟ تا کنون علم به شواهدی در این زمینه دست نیافته است. برای جستجوی حیات در ماورای زمین در دهه های اینده علم به وسیله اسپتروسکوپی به دنبال اثری از حیات که همانا موادی مانند اکسیژن می باشد در اتمسفر سیارگان دیگر خواهد بود. بعضی از محققین بر این باورند که وجود حیات در ستارگان نزدیک به مرکز پر ازدحام کهکشان به دلیل تشعشعات بسیار زیاد و برخورد های ستاره های دنباله دار غیر محتمل است. همچنین محققین بر این باورند که حیات در ستارگان بسیار دور به دلیل کمیابی مواد سنگین ( کربن نیتروژن و اکسیژن ) غیر ممکن است.
4.5 بیلیون سال پیش:
پیدایش سیستم خورشیدی: محتمل این است که امواج شوکی از سوپر نواهای مجاور محرک اغاز فرایند فروپاشی گرانشی (بعضی از آن به عنوان چگالش یا تغلیظ نام می برند ) باشند این فرایند باعث ایجاد سیستم خورشیدی از ابرهای گاز هیدروژن به نام نبولا ( توده های عظیم گاز و گرما بین فواصل ستارگان ) می شود. نبولا متشکل از عناصر سنگین که به جا مانده از انفجار سوپر نواها می باشد است. با انقباض این نبولا ها, چرخشی به شکل دیسکی چرخشی به نظر می رسید. ( دلایل همانند دلایلی است که برای توضیح دیسک مانند بودن کهکشانها اورده شدند). بیشترین تراکم جرم در مرکز بود که به خورشید تبدیل گشت. خرده های باقی مانده هم به زمین و سایر سیاره ها تبدیل گشتند.
پیدایش ماه: زمانی که ریزه های باقی مانده به سیارگان تبدیل می شدند شیئی به اندازه مریخ به زمین برخورد کرد.این شیء خودش در زمین فرو رفت اما بخشهایی از لایه های بیرونی زمین بخار شد و به فضا پس زده شد . قسمتی از این مواد پس زده شده بعدا" به زمین برگشت در حالیکه باقی مانده با همدیگر ترکیب شده و ماه را به وجود اورند. سطح زمین سرد می گردد ذرات زمین ( مقدمتا" اهن و مگنزیوم )متمایل به فرو رفتن به لایه های عمیق بودند در حالیکه ذرات سبکتر ( مقدمتا" اکسیژن و سیلیکون ) به سوی سطح شناور گشتند. جایی که انها یکپارچه و سفت شده و به پوسته زمین تبدیل شدند. این پوسته در مناطق اقیانوس به اندازه نصف دوجین و در مناطق قاره ای یک دو جین ضخامت دارد.
حرکت لایه های زیرین صخره های گداخته باعث راندگی مناطق شناور در بالا در طی چندین بیلیون سال اینده می شود. اینها با همدیگر برخورد کرده و به طرف زیرین یکدیگر رانده می شوند.
پیدایش رشته کوهها :
قسمت نازک پوسته زمین (بستر اقیانوس)به زیر پایین قاره ها رانده می شود ذوب شده مانند حبابی بالا امده و به سمت قسمت بالایی پوسته با فشار رانده می شود ( پیدایش رشته اتشفشانهای ساحلی ) و 2) بخشهای قاره ایی پوسته با همدیگر برخورد می کنند ( پیدایش رشته کوههای هیمالیا)
تراکم سنگهای معدنی فلزی در رگ سنگها:
مواد معدنی یا الی داغ که به شکافهای سرد پوسته نفوذ می کنند باعث جدایی ذرات از همدیگر بر اساس درجه حرارتی که در آن کریستالیزه می شوند می گردد. این منجر به تغلیظ سنگهای معدنی در رگ سنگها می شود.
پیدایش حیات در زمین
ميليون ها سال پيش زمين فاقد هر گونه حيات بود. بسياري از زيست شناسان اعتقاد دارند حيات نخستين بار در اقيانوسها تشکيل شده است. براي توجيه اين مطلب نظريه الگوي سوپ بنيادين ارایه شده است. بر اساس اين نظريه به يک باره در اقيانوسهاي زمين مقدار زيادي مواد آلي پدید آمدهان. به عنوان مثال آمونياک ( NH3 ) متان ( CH4 ) و گازهاي نيتروژن, هيدروژن و بخار آب که اين گازها و مواد با هم در واکنش هاي شيميايي ساده شرکت ميکرده اند و مواد پيچيده تري به وجود مي آورده اند. این واکنش های ساده شیمییای به کمک انرژي رعد وبرق و يا اشعه ي کيهاني انجام می شده است زيرا زمين در آن زمان لايه ي محافظ اوزون را نداشت و همه ي اشعه هاي فرابنفش و کيهاني مستقيما به سطح زمين ميرسيد. موادی مانند سيانيد ها و آلدئيدها تشکیل شدند. این مواد که در مراحل بعد اين واکنش ها منجر به توليد اسيد هاي آمينه ايزومر ( هم خانواده از نظر شيميايي) ميشدند واين اسيد هاي امينه زمينه را براي ساخته شدن پروتئين ها فراهم مي کردند. برای آزمایش درستی الگوی سوپ بنیادین دانشمندی به نام استانلي ميلر در نيمه ي قرن بيستم این الگو را آزمايش نمود. او براي اين منظور محيطي بسته به وجود آورد و از مواد اوليه اي مانند گازهاي هيدروژن نيتروژن آمونياک متان و بخار اب استفاده کرد. وي براي شبيه سازي رعد و برق از جرقه اکتريکي استفاده کرد و پس از چند روز ترکيبات متعددي را در اين دستگاه پيدا کرد که مشتمل بر اسيد هاي آمينه ساده مانند گليسين و... بودند. استانی میلر نتیجه گرفت که الگوي سوپ بنيادين مي تواند چگونگي تشکيل حيات را در زمين توضيح بدهد. اما ایراداتی بر اين نظريه وارد است که منجر به اصلاح آن و تغيير نام آن به مدل حباب شد.
در این مدل گفته می شود که مواد تشکیل شده (اسیدهای آمینه) با هم واکنش کرده و پروتئین ها را به وجود آورده اند اما در آن زمان زمین فاقد لایه ی محافظتی اوزون بود و بنابراین اشعه ی ماورای بنفش می توانست همه ی مواد تولید شده و همچنین همه ی متان و آمونیاک موجود در جو را نابود کند.
نظریه ی حباب برای توجیه حیات
مواد آلی به وجود آمده در حبابهای زیر دریا که حاصل فوران های آتش فشانی بود محبوس می شدند. سپس جریان آب این حبابها را به سطح اب می آورد و این حبابها ضمن ترکیدن و آزاد شدن از رعد وبرق انرژی کافی برای سایر واکنش ها می گرفتند. این مواد پر انرژی با هم دیگر ترکیب شده و به زیر آب دریا می رفتند. به این ترتیب می توان گفت که بعد از پیدایش آمینو اسید ها حیات به واقع تشکیل شد.
استفاده از انرژی خورشید
قدم بزرگ به پیش برای حیات اولیه ظهور کلروفیل مولکولی که انرژی نور را از خورشید در پروسه فتوسنتز گرفته و برای تولید مواد الی استفاده می کند بود. سیستم کلروفیل می تواند انرژی نور را به مولکولهای غنی از انرژی که سلولها می توانند به راحتی از ان استفاده کنند تبدیل کند.
نور مرئی کمتر از نور ماورای بنفش به ساختار مولکولها صدمه وارد می کند. از این طریق امکان این ایجاد شد که سلولهای اولیه بتوانند منبع غذائی برای خود باشد.
اولین میکرو ارگانیسم
اولین میکرو ارگانیسم که به یک سلول تبدیل شده است به نظر می رسد زنجیره ای از آمینو اسید ها باشند که اگر در آب و در یک جا جمع شده باشند مایل به تشکیل ارگانیسم مانندی به نام کواسروات می باشند. کواسروات ها می توانند به یک دیگر بپیوندد و افزایش حجم داشته باشند. همچنین زنجیره های کوچک امینو اسید تمایل به تشکیل ریز کیسه هایی به نام میکروسفر دارند که میکروسفر ها می توانند جوانه بزنند و یا به ۲ میکروسفر تقسیم شوند و یا حتی با جذب میکروسفر های بزرگتر افزایش بیش از اندازه ی حجم داشته باشند.
بر اساس اصل تکامل هر گونه تغییر ضد سازشی با محیط محکوم به فنا می باشد پس این ریز کیسه ها باید هر چه بیشتر با شرایط سازگار باشند تا بتوانند بقای خود را حفظ کنند.
اما چگونه یک میکروسفر می تواند به یک میکرو ارگانیسم هوشمند که سطح بالایی از نظم و سازمان یافتگی و تمایز را داراست تبدیل شود!؟ احتیاج به ادامه ی بقا عامل اصلی تکامل است.
نخستین سلول ها
میکروسفر ها با به هم پیوستن و بزرگ شدن و جذب امینو اسید های دیگر نقش مهمی در ایجاد و تولد متابولیسم داشتند یعنی این میکروسفر ها که به هم می پیوستند نیاز به موادی برای ادامه ی حیات داشتند بعد از مدتی این ماد ه که من ان را X می نامم در محیط کمیاب شد و میکروسفر مجبور شد ان را از ماده ی دیگری به نام Y بسازد. برای کاتالیز این مواد لازم شد اجزایی در داخل میکروسفر برای این کار تخصص پیدا کنند چینین به نظر می رسد که RNA نخستین مولکول خود همانند ساز بوده است که از واحد های مساوی شامل بازهای آلی فسفات و قند پنج کربنی تشکیل شده است این مولکول ضمن کاتالیز واکنش های داخل سلول اطلاعات سلول (وراثت) را به نسل بعد انتقال میداده است و باعث تخصصی شدن و تقسیم کار داخل سلول شده است که این تقسیم کار باعث شد تا میکروسفر به یک سلول تبدیل شود.
نخستین سلول های هوازی
سلول های هوازی که آنها را سیانو باکتری می نامند از تکامل میکروسفر ها به وجود آمده اند. دقیقا نمی دانیم که چگونه این کار صورت گرفته ولی بر طبق اصل تکامل و علم ژنتیک جمعیت این باکتری ها به دلیل تطابق با محیط بیشتر توانستند زنده بمانند و با فتوسنتز اکسیژن را به جو زمین افزودند و بعد از سالها این گاز در جو زمین متراکم شد و لایه ی اوزون را پدید اورد. و بدین ترتیب شرایط زندگی بر روی زمین فراهم شد ( امنیت زمین از نظر اشعه ی فرا بنفش) و بعد از آن نخستین سلول های یوکاریوت ( با هسته ی مشخص) پدید آمدند
اولین گیاه خواران
مدتی بعد از اینکه سلولهای اولیه قادر شدند که از انرژی خورشید برای تولید غذا برای خود استفاده کنند سلولهای دیگری تکامل یافتند که انرژی خود را از طریق خوردن از سلولهای انرژی زا به دست می اورند.
4 بلیون تا 3 بلیون سال پیش
انتشار اکسیژن در اتمسفر: واکنش دریافت انرژی خورشید توسط کلروفیل با ترکیب دی اکسید کربن و هیدروژن از آب (فتوسنتز) همراه است. مولکولهای باقیمانده از این پروسه به مرور زمان انباشته شدند و در انمسفر انتشار یافتند. در طول بلینون ها سال دی اکسید کربن در اتمسفر به طور چشمگیری کاهش یافت و مقدار اکسیژن افزایش یافت. این مقدمه ای برای مرحله بعدی بود.
سوخت و ساز اکسیژن: وجود مقادیر زیادی از اکسیژن در اتمسفر منجر به بسط و توسعه مکانیسم های شیمیایی که از اکسیژن برای استخراج انرژی از مولکولهای به دست آمده از فتوسنتز استفاده می کردند شد. استفاده از اکسیژن در سوخت و ساز مقدار انرژی به دست آمده ره تقریبا تا 20 برابر افزایش داد. از اینرو متابولیسم اکسیژنی قدم بزرگ دیگری به جلو بود که منجر شد که سلولهای اولیه توسعه یابند و از حالت تک سلولی خارج شوند.
وجود سلول درون سلول: با وجود انرژی فراوان سلولها می توانستد که بیشتر بسط و توسعه بیابند و این پیشتر ممکن نبود. در بعضی موارد موقعی سلولی سلول دیگر را می بلعید سلول بلعیده شده در داخل سلول شکارچی به حیات خود ادامه می داد و این به این دلیل بود که سلول میزبان تکامل یافته بود (این منشا به وجود آمدن میتوکندری می باشد). از سلولهای تکامل یافته که در درون سلولهای دیگر توانستند به کاری به خصوص تخصیص یابند می توان از سلوهای متخصص در در پردازش و تولید مثل (هسته) متابولیسم تولید پروتیین (ریبوزوم) حرکت (سیلیا) و غیره نام برد.
نخستین یوکاریوت ها
نخستین یوکاریوت ها از تکامل سلول های هوازی به وجود آمده اند. تقریبا همه ی دانشمندان نظریه ی بحث انگیز درون همزیستی را پذیرفته اند نظریه ای که بیان می دارد سلول های یوکاریوت ( سلول هایی با هسته ی مشخص شامل آغازیان قارچ ها جانوران و گیاهان) از سلول های هوازی و پروکاریوت پدید آمدند. این سلول ها( پیش یوکاریوت ها) که اندازه ای بزرگتر از پرو کاریوت های هوازی داشتند این سلول ها را به (پروکاریوت ها) را به صورت شکار هضم نشده وارد غشای سلولی خود کردند ( روش شکار آمیب ها). اما این پروکاریوت ها به جای گوارش یافتن داخل سلول باقی ماندند و وظایف اساسی سلول از قبیل تنفس سلولی و فتوسنتز را به عهده گرفتند به این ترتیب آغازیان پدید آمدند.
برای اثبات نظریه درون همزیستی می توان دلایل زیادی آورد از قبیل اینکه اندازه ی میتو کندری سلول های جانوری و کلروپلاست سلول های گیاهی دقیقا اندازه ای مشابه باکتری های هتروتروف (مصرف کننده- انگل) و اتو تروف ( فتوسنتز کننده - سیانو باکتری) است. همچنین تعداد و اندازه ی ریبوزوم های میتو کندری و کلروپلاست دقیقا مشابه اندازه ی ریبوزوم های باکتری هاست ( اندامی که پروتئین سازی میکند.). دلایل دیگر عبارتند از: تقسیم باکتری ها با تقسیم دوتایی می باشد که روش تقسیم میتو کندری و کلرو پلاست ها تقسیم دوتایی و کاملا مستقل از چرخه ی تقسیم سلولی یوکاریوت میباشد باکتری ها DNA حلقوی دارند همچنین میتو کندری ها و کلروپلاست ها نیز حاوی DNA حلقوی می باشند. میتو کندری ها و کلروپلاست ها ۲ غشا دارند که غشای داخلی چین خوردگی فراوان دارد و بسیار شبیه غشای سلولی باکتری هاست و غشای خارجی دقیقا شبیه (از لحاظ بیو شیمیایی و ظاهری) غشای سلولی یوکاریوت هاست و به نظر می رسد که یوکاریوت این غشا را برای این عضو ساخته باشد.
سلولهای مرکب با اندامهای درونی و تخصص یافته یوکاریت نامیده می شوند. سلولهای انسانها از این قبیل می باشند. قدمت سلولهای یوکاریوت به 2.7 ملیون سال قبل باز می گردد. سلولهای ابتدایی بدون ساختار منظم درونی پروکاریوت نامیده می شوند. باکتریها مثالی از پروکاریت ها می باشد.
2 تا 3 بلیون سال پیش
حیات چند سلولی: سلولهایی که با همدیگر باقی ماندند و وکلونی ها را تشکیل دادند مزیتی در رقابت برای بقا داشتند زیرا آنها می توانستند سلولهای متنوعی را توسعه دهند که عملکردشان از تک سلولها بهتر بود.
اولین جانور چند سلولی به وجود آمده اسفنج می باشد. اسفنجها جد تمام موجودات مرکب دیگر می باشند. اسفنجها شکل به خصوص ندارند و نمی توانند به اطراف حرکت کنند. اسفنجها برای دریافت یک اونس غذا باید یک تن آب را ---------- کنند.
__________________
فاصله متوسط از خورشید 60.149 کیلومتر
قطر استوا 12756 کیلومتر
مدت حرکت وضعی 93.23 ساعت
مدت حرکت انتقالی 26.365 روز
سرعت حرکت انتقالی 79.29 کیلومتر در ثانیه
دمای سطحی 55 تا 70 درجه سانتیگراد
جرم (زمین = 1) 00.1
چگالی متوسط (آب = 1) 52.5
جاذبه (زمین = 1) 1
تعداد قمر 1
زمین شرایط بسیار منحصر بفردی دارد. هیچکدام از سیارات دیگر آب مایع و جو پر اکسیژن نداشته و حیات در آنها وجود ندارد. تکامل تدریجی زمین که 4.5 میلیارد سال طول کشیده است، همچنان بطور طبیعی و نیز بر اثر فعالیتهای انسان ادامه خواهد داشت. همچنین چگالی زمین از تمام سیارات دیگر بیشتر است.
زمین در آغاز شکل گیری
در اوایل پیدایش منظومه شمسی ، ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتا از گاز و غبار تشکیل شده بود، پس از برخورد به هم چسبیده و اجسام بزرگ و بزرگتری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.
4.5 میلیارد پیش ، زمین دارای سطحی داغ ، قرمز و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلیونها سال ، سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی ، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایههای زیرین و از طریق دهانههای آتشفشانی بیرون زده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگهای زیادی به سطح زمین خوردند و هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه کردند.
پس از یک میلیارد سال ، زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آب را بوجود آورد. این قطرات آب میلیونها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاده ، باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به تدریج به شکل کنونی درآمده است.
زمین در آغاز شکل گیری
با سرد شدن زمین ، شرایط لازم برایپیدایش حیات در آن فراهم شدند.
نحوه پیدایش و تکامل زمین
زمین در بدو پیدایش بصورت کرهای از مواد بسیار داغ و نیمه مذاب بوده که به تدریج عناصر سنگینتر تهنشین شده و هسته فلزی را به وجود آوردند ، و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت میلیاردها سال زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت، جو زمین شکل گرفت، و اقیانوسها بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز ادامه دارد. پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده و دائما بر اثر زمین لرزهها و حرکتهای قارهای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالتهای انسان به آرامی در حال تغییر است. مشخصات زمین
زمین سیارهای است منحصر بفرد ، دارای آب مایع و جوی که قسمت اعظم آن از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده که تداوم حیات را ممکن میسازند. در منظومه شمسی ، زمین پنجمین سیاره از لحاظ بزرگی و سومین سیاره نزدیک به خورشید است. چگالی زمین از تمامی سیارات بیشتر است.
زمین در منظومه شمسی دو نوع حرکت ، وضعی و انتقالی دارد. در حرکت وضعی زمین در یک شبانه روز به دور خودش میچرخد و در حرکت انتقالی در یک سال مداری بیضی شکل حول خورشید را طی میکند (مدار زمین).
کره مغناطیسی
با چرخش زمین به دور خودش ، چرخههایی در هسته خارجی آن که از آهن مذاب تشکیل شده بوجود آمده ، جریانهای الکتریکی تولید میکنند. این جریانها باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف زمین شده و پوششی محافظ در اطراف آن ایجاد میکنند (کمربند تشعشعی زمین). این میدان که کره مغناطیسی نامیده میشود، زمین را در برابر جریانهای سریع ذرات باردار بادهای خورشیدی محافظت میکند.
بعضی از این ذرات در دو نقطه میدان مغناطیسی به نام کمربندهای «وان آلن» به دام میافتد. کره مغناطیسی بیشتر بادهای خورشیدی را از زمین دور میکند، اما جریانهای ذرات باد خورشیدی آنقدر قوی هستند که قسمت جلویی کره مغناطیسی را مسطح نموده و باعث کشیدگی عقب آن میشوند.
آینده زمین
از آنجا که حیات در زمین) وابسته به خورشید است، آینده کره زمین نیز به آینده خورشید وابسته خواهد بود. حدود 5 میلیارد سال دیگر ذخایر انرژی خورشید تمام شده و خورشید به یک غول سرخ تبدیل میشود و افزایش حجم میدهد. گرمای شدید حاصل از افزایش حجم باعث آب شدن یخ مناطق قطبی و بالا آمدن آب اقیانوس میشود. سپس جو زمین شروع به تبخیر میکند و گیاهان خشک آتش میگیرند. در چنین شرایطی امکان حیات در زمین کلا از بین میرود.
انتظار نجومی
شاید انسان در آینده بتواند قبل از وقوع فاجعههای فوق زمین را به جایی دورتر از خورشید منتقل کند.
شاید امکانات آینده ، انسانهای آن زمان به سیاره قابل سکونت دیگری کوچ کنند.
شاید بشر بتواند مانع از وقوع فاجعههای فوق در خورشید و زمین شود.
باید پنج میلیارد سال انتظار کشید.
تاریخ پیدایش جهان
تئوری بیگ بنگ(مهبانگ) برجسته ترین تئوری علمی است که تاکنون در مورد پیدایش جهان ارائه شده است. به طور تخمینی انفجار بزرگ در حدود 15 میلیارد سال گذشته رخ داد. با اینکه بشر سالیان سال است که در جستجوی درک پیداش جهان است اما تنها در طی 50 سال گذشته توانسته است که به پاسخ برخی از سوالات در باره پیدایش جهان و عالم گیتی دست یابد.
در طول این سالیان تمدنهای مختلف با به وجود اوردن گونه های مختلف کیهان شناسی سعی بر ان داشته اند که فلسفه هستی و پدیده های که در طبیعت و اسمان تاریک رخ میدهد را روشن سازند. به طور قابل ملاحظه بعضی از عقاید مطرح شده از بعضی جهات به واقعیات نزدیک بودهاند.
نظریه انفجار بزرگ در ابتدا توسط کشیش بلژیکی به نام Georgs Lemaitre در سال1927 بیان شد.فرضیه او بعد از مشاهده ی تغییر red shift (خطوط طیف قرمز که برای اندازه گیری فاصله ستارگان از زمین به کار میرود) در سحابی های دور دست ( توده های عظیم گازی) توسط ستاره شناسان ،به عنوان مدل مبنی بر فرضیه ی نسبیت برای جهان مطرح شد. اما فرضیه بیگ بنگ زمانی قاطعانه مورد تایید قرار گرفت که این تشعشعات در سال 1964 توسط Arno Penzias وRobert Wilson کشف شد. که بعدها این 2 نفربه علت همین کشف خود برنده جایزه نوبل شدند.
به طور تخمینی 15 بیلیون سال پیش تمامی مواد و همچنین فضا در یک حجم کوچک و بسیار داغ فشرده شدند
ودر کمتر از یک ثانیه شروع به انبساط کردند که همچنان ادامه دارد.
قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی افتاد؟ تا به حال کسی جواب این سوال را نمی داند اما نظریات گوناگونی در این باره وجود دارد.به عقیده برخی لکه اولیه به وسیله نوسانات کوانتوم در خلاء به وجود امد برخی دیگر بر این باورند که لکه اولیه در اثر اتفاقاتی که در کیهانی دیگر روی داده به وجود امده.عده ای دیگر بر این باورند که کیهان خودش را در طول تریلیونها سال بازسازی می کند و هر بار که دو تا از ابعاد با هم برخورد می کنند انفجار بزرگ رخ می دهد و البته نظریات دیگری هم وجود دارد.
سعی ما در اینجا این است که تا جایی که علم امروزی قادر به ان است وقایعی را که منجر به پیدایش هستی شد توضیح بدهیم.
اولین 3 دقیقه
در ثانیه 0 : در حال حاضر قبل از انفجار بزرگ کیهان خیلی داغ و غلیظ است. قوانین فیزیک هنوز قابل کاربرد نیستند. در لحظه ایجاد حداقل 10 بعد برای شکل دادن به کیهان به وجود می ایند. از این ابعاد تنها 4 بعد به وجود خود ادامه می دهند که ما انها را می شناسیم: 3 تا از ابعاد فضا و یک بعد زمان.
در نتیجه روی دادن انفجار بزرگ فضا منبسط شده و سپس خنک می گردد در این حین نطفه حوادث مهم بسته می شود که به اختصار انها را مرور می کنیم....
0.0000000000000000000000000000000000000000001 (10-43) ثانیه :
گرانش یا جاذبه که یکی از 4 نیروی بنیادیست پدیدار می گردد.
0.0000000000000000000000000000000001 (10-34) ثانیه :
ماده تشکیل می شود قطعات ساختاری مانند ذرات کوارک لپتون فوتون و نوترون به کیهان سرازیر می شوند. قابل یاد اوریست که در این لحظه کیهان به اندازه یک هندوانه می باشد.
0.000006 (10-6) ثانیه :
کوارک ها به همدیگر می پیوندند در نتیجه پروتون و نوترون به وجود می ایند. پروتون و نوترون که هر کدام از 3 کوارک تشکیل شده اند ذرات اصلی در هسته تمامی اتمها می باشند.
در دقیقه 3: در ابتدا به دلیلی که هنوز هم برای دانشمندان معلوم نیست یک الکترون به وجود آمد این الکترون با جذب انرژی با یک الکترون دیگر ترکیب شد و یک پروتون به وجود آورد این الکترون و پروتون با هم دیگر سایر اجزای اتم از قبیل پوزیترون میون و ... را پدید آوردند و بدین ترتیب اولین عنصر ( هیدروژن) تشکیل شد.
هیدروژن های تشکیل شده با پدیده های هم جوشی باعث به وجود آمدن عناصر سنگین تر از قبیل هلیم و لیتیم (که سبکترین عناصر می باشند) شدند. از با هم بودن این عناصر جرمی تشکیل شد که به تدریج با آزاد کردن انرژی به اجرام کوچک تر تجزیه میشد ( این فرآیندها چند صد میلیارد سال طول کشیده است) اما یکی از این اجرام بسیار سنگین به علت فراوانی انرژری درونی حاصل از هم جوشی و شکافت هسته ای به یک باره منفجر شد و اجزای کوچک تری با ثبات اتمی بیشتر نسبت به جرم اولیه پدید آمدند.
بعد از 300 هزار سال:
میانگین دما به 3000 درجه کاهش یافته است (برابر با 5000 درجه فارنهایت). الکترونها قادر به ماندن در مدار هسته هستند . اتمهای هیدروژن و هلیوم سر انجام سوخت ستارگان را به وجود می آورند.
بعد از یک ملیون سال:
تا این زمان کیهان کدر و مات بوده است وغیر قابل رویت و این به دلیل فزونی الکترونهای رها شده است هنگامی که بیشتر الکترونها در مدار هسته قرار میگیرند کیهان شفافتر شده و دیدن آنسوی کیهان ممکن می شود . زمان زیادی طول خواهد کشید تا کسی برای دیدن در پیرامون باشد......
نزدیک شدن به یک میلیارد سال
در این زمان کیهان که هنوز در مراحل اولیه گسترش است از ابرهای غول پیکر هیدروژن و هلیوم که به طور نا برابری در فضا هستند تشکیل شده است .اما رخداد شگرفی در شرف وقوع است. چیزی بهت انگیز و با عظمت در هر دو پیچیدگی و سادگیش....
000 400 سال بعد از انفجار بزرگ کیهان شفاف می شود. ذرات بوجود امده از انفجار بزرگ ( الکترون پروتون و نوترون) با همدیگر ترکیب شده و اتمها را بوجود می اورند ( بیشتر هیدروژن و مقداری هلیوم و مقدار کمتری لتیوم).
به این دلیل که اتمها از نظر بار خنثی می باشند
( بر خلاف الکترون که بار منفی و پروتون که بار مثبت دارد) انها در حرکت ذرات نور ( فو تونها ) که حالا می تواند مسافت طولانی را طی کند دخالت نمی کنند. امروزه اولین فوتونها از ان زمان را هنوز می توان به عنوان ارتعاشات امواج ریز کیهانی مشاهده نمود.
چند بیلیون سال بعد:
به وجود امدن خوشه های کهکشانی:
نوسانات کوانتوم بسیار کوچک و مادون اتمی در.00000000000000000000000000000001 ثانیه به وجود امده در انفجار بزرگ باعث به وجود آوردم امواجی ناهموارمی شود که با انبساط کیهان بزرگتر می شود. این امواج ناهموار به طور تخمینی کوچکترین انها جرمی برابر با 500 ترلیون خورشید را دارا بود. این امواج ناهموار منشاء خوشه های کهکشانی هستند که ما امروزه می بینیم.
به وجود امدن کهکشانها:
جاذبه گرانشی به تدریج بی نظمی هایی را در تراکم ( چگالی ) مواد تشدید می کند. در نتیجه نواحی از فضا با تراکم بیشتر به وجود امده امروزه ما این نواحی از فضا را کهکشان می نامیم.
|پیدایش اولین ستارگان:
اتمهای هیدروژن و هلیم در مناطق موضعی با تراکم بیشتر متمرکز شده اند این جاذبه گرانشی است که سرانجام منجر به وجود امدن مناطقی با تراکم شدید فشار زیاد و درجه حرارت بسیار زیاد می شود در نتیجه هسته اتمهای هیدروژن با همدیگر ترکیب می شوند. این باعث می شود که هیدروژن به هلیوم تبدیل شده و بخشی از جرم اولیه به انرژی تبدیل گردد. منظور از انرژی در اینجا گرما و نور می باشد. بدین گونه اولین ستارگان بوجود امدند.
پیدایش ارکانی از حیات:
اولین ستارگان هزاران مرتبه از خورشید ما سنگین تر هستند. طول عمر آنها نیز از خورشید کمتر می باشد زیرا هیدروژن خود را تنها در طی چندین میلیون سال مصرف می کنند. موقعی که ذخیره هیدروژن انها تمام شود این اولین ستارگان در فرایند فروپاشی قرار می گیرند در نتیجه این فروپاشی واکنشهای هسته ای دیگری روی می دهد که باعث به وجود امدن عناصر سنگین تر مانند کربن نیتروژن اکسیژن و ... می شود. لازم به یاداوری است که وجود این عناصر برای ادامه حیات لازم است و بدون انها حیات موجودات زنده ممکن نیست. وجود این عناصر باعث انفجار ستارگان شده و سوپر نوا یا ابر نواختر به وجود می اورد. انفجار ستارگان همچنین ذرات سنگینی را که نامبرده شد به فضای کهکشانی پراکنده می کند.
پیدایش دومین نسل از ستارگان:
امواج شوکی از سوپر نوا منجر به فروپاشی ابرهای مجاور که از گاز تشکیل شده اند می شود. ستارگانی مانند خورشید که از دومین نسل به وجود امده ستارگان می باشد بدین ترتیب به پدید آمده اند. ستارگان به وجود امده در مقایسه با نسل اول جرم کمتر و عمر بیشتری دارند ( عمر انها بیلیونها سال است در مقایسه با نسل اول که میلیونها سال عمر کردند ) ستارگانی که امروز می بینیم همگی از این نسل هستند.
کهکشان ما راه شیری می باشد که احتمالا" از 400 بیلیون ستاره تشکیل شده است که به طور تقریبی 100هزاز سال نوری قطر دارد ( 1 سال نوری تقریبا" برابر با 6 تریلیون مایل است ) عقیده برخی بر ان است که کهکشان راه شیری در حدود 8 بیلیون سال پیش به وجود امد در حالی که برخی دیگر تاریخ پیدایش ان را 14 بیلیون سال پیش می دانند. این کهکشان از مجموعه ای از کهکشانهای کوچکتر تشکیل شد.
خورشید: (یکی از ستارگان) 2 میلیون بار بزرگتر از زمین است و تقریبا" در وسط کهکشان قرار دارد. خورشید هر 250 میلیون سال یک بار بدور مرکز کهکشان دور می زند.
کهکشانها شامل چند بیلیون تا چند تریلیون ستاره می باشد. ساختار مارپیچی که در کهکشانهای زیادی یافت می شود به وسیله جاذبه گرانشی که مناطقی با تراکم زیاد را می سازند به وجود می اید. ستارگان به دور مرکز کهکشان می گردند اما این چرخش سریعتر از چرخش قسمتهای مارپیچی می باشد در نتیجه به داخل یا بیرون این مناطق که غلظت و تراکم بیشتری دارند متناوب عبور می کنند.
چرا کهکشانها همانند یک ورقه یا بشقاب هستند؟ شکل کهکشانها که همانند دیسک یا بشقاب هستند به وسیله فعل و انفعال ( کنش و واکنش ) 2 نیرو به وجود می آیند:
1) جاذبه گرانشی مواد را در مرکز متمرکز می کند.
2) انرژی چرخشی ( نیروی حرکتی ) باعث می شود که ماده از محور حرکت دور شود.
خوشه های کهکشانی شامل چندین دو هزار جین کهکشان می باشد. این سوال مطرح می شود که ایا در سیاره های دیگر حیات وجود دارد؟ تا کنون علم به شواهدی در این زمینه دست نیافته است. برای جستجوی حیات در ماورای زمین در دهه های اینده علم به وسیله اسپتروسکوپی به دنبال اثری از حیات که همانا موادی مانند اکسیژن می باشد در اتمسفر سیارگان دیگر خواهد بود. بعضی از محققین بر این باورند که وجود حیات در ستارگان نزدیک به مرکز پر ازدحام کهکشان به دلیل تشعشعات بسیار زیاد و برخورد های ستاره های دنباله دار غیر محتمل است. همچنین محققین بر این باورند که حیات در ستارگان بسیار دور به دلیل کمیابی مواد سنگین ( کربن نیتروژن و اکسیژن ) غیر ممکن است.
4.5 بیلیون سال پیش:
پیدایش سیستم خورشیدی: محتمل این است که امواج شوکی از سوپر نواهای مجاور محرک اغاز فرایند فروپاشی گرانشی (بعضی از آن به عنوان چگالش یا تغلیظ نام می برند ) باشند این فرایند باعث ایجاد سیستم خورشیدی از ابرهای گاز هیدروژن به نام نبولا ( توده های عظیم گاز و گرما بین فواصل ستارگان ) می شود. نبولا متشکل از عناصر سنگین که به جا مانده از انفجار سوپر نواها می باشد است. با انقباض این نبولا ها, چرخشی به شکل دیسکی چرخشی به نظر می رسید. ( دلایل همانند دلایلی است که برای توضیح دیسک مانند بودن کهکشانها اورده شدند). بیشترین تراکم جرم در مرکز بود که به خورشید تبدیل گشت. خرده های باقی مانده هم به زمین و سایر سیاره ها تبدیل گشتند.
پیدایش ماه: زمانی که ریزه های باقی مانده به سیارگان تبدیل می شدند شیئی به اندازه مریخ به زمین برخورد کرد.این شیء خودش در زمین فرو رفت اما بخشهایی از لایه های بیرونی زمین بخار شد و به فضا پس زده شد . قسمتی از این مواد پس زده شده بعدا" به زمین برگشت در حالیکه باقی مانده با همدیگر ترکیب شده و ماه را به وجود اورند. سطح زمین سرد می گردد ذرات زمین ( مقدمتا" اهن و مگنزیوم )متمایل به فرو رفتن به لایه های عمیق بودند در حالیکه ذرات سبکتر ( مقدمتا" اکسیژن و سیلیکون ) به سوی سطح شناور گشتند. جایی که انها یکپارچه و سفت شده و به پوسته زمین تبدیل شدند. این پوسته در مناطق اقیانوس به اندازه نصف دوجین و در مناطق قاره ای یک دو جین ضخامت دارد.
حرکت لایه های زیرین صخره های گداخته باعث راندگی مناطق شناور در بالا در طی چندین بیلیون سال اینده می شود. اینها با همدیگر برخورد کرده و به طرف زیرین یکدیگر رانده می شوند.
پیدایش رشته کوهها :
قسمت نازک پوسته زمین (بستر اقیانوس)به زیر پایین قاره ها رانده می شود ذوب شده مانند حبابی بالا امده و به سمت قسمت بالایی پوسته با فشار رانده می شود ( پیدایش رشته اتشفشانهای ساحلی ) و 2) بخشهای قاره ایی پوسته با همدیگر برخورد می کنند ( پیدایش رشته کوههای هیمالیا)
تراکم سنگهای معدنی فلزی در رگ سنگها:
مواد معدنی یا الی داغ که به شکافهای سرد پوسته نفوذ می کنند باعث جدایی ذرات از همدیگر بر اساس درجه حرارتی که در آن کریستالیزه می شوند می گردد. این منجر به تغلیظ سنگهای معدنی در رگ سنگها می شود.
پیدایش حیات در زمین
ميليون ها سال پيش زمين فاقد هر گونه حيات بود. بسياري از زيست شناسان اعتقاد دارند حيات نخستين بار در اقيانوسها تشکيل شده است. براي توجيه اين مطلب نظريه الگوي سوپ بنيادين ارایه شده است. بر اساس اين نظريه به يک باره در اقيانوسهاي زمين مقدار زيادي مواد آلي پدید آمدهان. به عنوان مثال آمونياک ( NH3 ) متان ( CH4 ) و گازهاي نيتروژن, هيدروژن و بخار آب که اين گازها و مواد با هم در واکنش هاي شيميايي ساده شرکت ميکرده اند و مواد پيچيده تري به وجود مي آورده اند. این واکنش های ساده شیمییای به کمک انرژي رعد وبرق و يا اشعه ي کيهاني انجام می شده است زيرا زمين در آن زمان لايه ي محافظ اوزون را نداشت و همه ي اشعه هاي فرابنفش و کيهاني مستقيما به سطح زمين ميرسيد. موادی مانند سيانيد ها و آلدئيدها تشکیل شدند. این مواد که در مراحل بعد اين واکنش ها منجر به توليد اسيد هاي آمينه ايزومر ( هم خانواده از نظر شيميايي) ميشدند واين اسيد هاي امينه زمينه را براي ساخته شدن پروتئين ها فراهم مي کردند. برای آزمایش درستی الگوی سوپ بنیادین دانشمندی به نام استانلي ميلر در نيمه ي قرن بيستم این الگو را آزمايش نمود. او براي اين منظور محيطي بسته به وجود آورد و از مواد اوليه اي مانند گازهاي هيدروژن نيتروژن آمونياک متان و بخار اب استفاده کرد. وي براي شبيه سازي رعد و برق از جرقه اکتريکي استفاده کرد و پس از چند روز ترکيبات متعددي را در اين دستگاه پيدا کرد که مشتمل بر اسيد هاي آمينه ساده مانند گليسين و... بودند. استانی میلر نتیجه گرفت که الگوي سوپ بنيادين مي تواند چگونگي تشکيل حيات را در زمين توضيح بدهد. اما ایراداتی بر اين نظريه وارد است که منجر به اصلاح آن و تغيير نام آن به مدل حباب شد.
در این مدل گفته می شود که مواد تشکیل شده (اسیدهای آمینه) با هم واکنش کرده و پروتئین ها را به وجود آورده اند اما در آن زمان زمین فاقد لایه ی محافظتی اوزون بود و بنابراین اشعه ی ماورای بنفش می توانست همه ی مواد تولید شده و همچنین همه ی متان و آمونیاک موجود در جو را نابود کند.
نظریه ی حباب برای توجیه حیات
مواد آلی به وجود آمده در حبابهای زیر دریا که حاصل فوران های آتش فشانی بود محبوس می شدند. سپس جریان آب این حبابها را به سطح اب می آورد و این حبابها ضمن ترکیدن و آزاد شدن از رعد وبرق انرژی کافی برای سایر واکنش ها می گرفتند. این مواد پر انرژی با هم دیگر ترکیب شده و به زیر آب دریا می رفتند. به این ترتیب می توان گفت که بعد از پیدایش آمینو اسید ها حیات به واقع تشکیل شد.
استفاده از انرژی خورشید
قدم بزرگ به پیش برای حیات اولیه ظهور کلروفیل مولکولی که انرژی نور را از خورشید در پروسه فتوسنتز گرفته و برای تولید مواد الی استفاده می کند بود. سیستم کلروفیل می تواند انرژی نور را به مولکولهای غنی از انرژی که سلولها می توانند به راحتی از ان استفاده کنند تبدیل کند.
نور مرئی کمتر از نور ماورای بنفش به ساختار مولکولها صدمه وارد می کند. از این طریق امکان این ایجاد شد که سلولهای اولیه بتوانند منبع غذائی برای خود باشد.
اولین میکرو ارگانیسم
اولین میکرو ارگانیسم که به یک سلول تبدیل شده است به نظر می رسد زنجیره ای از آمینو اسید ها باشند که اگر در آب و در یک جا جمع شده باشند مایل به تشکیل ارگانیسم مانندی به نام کواسروات می باشند. کواسروات ها می توانند به یک دیگر بپیوندد و افزایش حجم داشته باشند. همچنین زنجیره های کوچک امینو اسید تمایل به تشکیل ریز کیسه هایی به نام میکروسفر دارند که میکروسفر ها می توانند جوانه بزنند و یا به ۲ میکروسفر تقسیم شوند و یا حتی با جذب میکروسفر های بزرگتر افزایش بیش از اندازه ی حجم داشته باشند.
بر اساس اصل تکامل هر گونه تغییر ضد سازشی با محیط محکوم به فنا می باشد پس این ریز کیسه ها باید هر چه بیشتر با شرایط سازگار باشند تا بتوانند بقای خود را حفظ کنند.
اما چگونه یک میکروسفر می تواند به یک میکرو ارگانیسم هوشمند که سطح بالایی از نظم و سازمان یافتگی و تمایز را داراست تبدیل شود!؟ احتیاج به ادامه ی بقا عامل اصلی تکامل است.
نخستین سلول ها
میکروسفر ها با به هم پیوستن و بزرگ شدن و جذب امینو اسید های دیگر نقش مهمی در ایجاد و تولد متابولیسم داشتند یعنی این میکروسفر ها که به هم می پیوستند نیاز به موادی برای ادامه ی حیات داشتند بعد از مدتی این ماد ه که من ان را X می نامم در محیط کمیاب شد و میکروسفر مجبور شد ان را از ماده ی دیگری به نام Y بسازد. برای کاتالیز این مواد لازم شد اجزایی در داخل میکروسفر برای این کار تخصص پیدا کنند چینین به نظر می رسد که RNA نخستین مولکول خود همانند ساز بوده است که از واحد های مساوی شامل بازهای آلی فسفات و قند پنج کربنی تشکیل شده است این مولکول ضمن کاتالیز واکنش های داخل سلول اطلاعات سلول (وراثت) را به نسل بعد انتقال میداده است و باعث تخصصی شدن و تقسیم کار داخل سلول شده است که این تقسیم کار باعث شد تا میکروسفر به یک سلول تبدیل شود.
نخستین سلول های هوازی
سلول های هوازی که آنها را سیانو باکتری می نامند از تکامل میکروسفر ها به وجود آمده اند. دقیقا نمی دانیم که چگونه این کار صورت گرفته ولی بر طبق اصل تکامل و علم ژنتیک جمعیت این باکتری ها به دلیل تطابق با محیط بیشتر توانستند زنده بمانند و با فتوسنتز اکسیژن را به جو زمین افزودند و بعد از سالها این گاز در جو زمین متراکم شد و لایه ی اوزون را پدید اورد. و بدین ترتیب شرایط زندگی بر روی زمین فراهم شد ( امنیت زمین از نظر اشعه ی فرا بنفش) و بعد از آن نخستین سلول های یوکاریوت ( با هسته ی مشخص) پدید آمدند
اولین گیاه خواران
مدتی بعد از اینکه سلولهای اولیه قادر شدند که از انرژی خورشید برای تولید غذا برای خود استفاده کنند سلولهای دیگری تکامل یافتند که انرژی خود را از طریق خوردن از سلولهای انرژی زا به دست می اورند.
4 بلیون تا 3 بلیون سال پیش
انتشار اکسیژن در اتمسفر: واکنش دریافت انرژی خورشید توسط کلروفیل با ترکیب دی اکسید کربن و هیدروژن از آب (فتوسنتز) همراه است. مولکولهای باقیمانده از این پروسه به مرور زمان انباشته شدند و در انمسفر انتشار یافتند. در طول بلینون ها سال دی اکسید کربن در اتمسفر به طور چشمگیری کاهش یافت و مقدار اکسیژن افزایش یافت. این مقدمه ای برای مرحله بعدی بود.
سوخت و ساز اکسیژن: وجود مقادیر زیادی از اکسیژن در اتمسفر منجر به بسط و توسعه مکانیسم های شیمیایی که از اکسیژن برای استخراج انرژی از مولکولهای به دست آمده از فتوسنتز استفاده می کردند شد. استفاده از اکسیژن در سوخت و ساز مقدار انرژی به دست آمده ره تقریبا تا 20 برابر افزایش داد. از اینرو متابولیسم اکسیژنی قدم بزرگ دیگری به جلو بود که منجر شد که سلولهای اولیه توسعه یابند و از حالت تک سلولی خارج شوند.
وجود سلول درون سلول: با وجود انرژی فراوان سلولها می توانستد که بیشتر بسط و توسعه بیابند و این پیشتر ممکن نبود. در بعضی موارد موقعی سلولی سلول دیگر را می بلعید سلول بلعیده شده در داخل سلول شکارچی به حیات خود ادامه می داد و این به این دلیل بود که سلول میزبان تکامل یافته بود (این منشا به وجود آمدن میتوکندری می باشد). از سلولهای تکامل یافته که در درون سلولهای دیگر توانستند به کاری به خصوص تخصیص یابند می توان از سلوهای متخصص در در پردازش و تولید مثل (هسته) متابولیسم تولید پروتیین (ریبوزوم) حرکت (سیلیا) و غیره نام برد.
نخستین یوکاریوت ها
نخستین یوکاریوت ها از تکامل سلول های هوازی به وجود آمده اند. تقریبا همه ی دانشمندان نظریه ی بحث انگیز درون همزیستی را پذیرفته اند نظریه ای که بیان می دارد سلول های یوکاریوت ( سلول هایی با هسته ی مشخص شامل آغازیان قارچ ها جانوران و گیاهان) از سلول های هوازی و پروکاریوت پدید آمدند. این سلول ها( پیش یوکاریوت ها) که اندازه ای بزرگتر از پرو کاریوت های هوازی داشتند این سلول ها را به (پروکاریوت ها) را به صورت شکار هضم نشده وارد غشای سلولی خود کردند ( روش شکار آمیب ها). اما این پروکاریوت ها به جای گوارش یافتن داخل سلول باقی ماندند و وظایف اساسی سلول از قبیل تنفس سلولی و فتوسنتز را به عهده گرفتند به این ترتیب آغازیان پدید آمدند.
برای اثبات نظریه درون همزیستی می توان دلایل زیادی آورد از قبیل اینکه اندازه ی میتو کندری سلول های جانوری و کلروپلاست سلول های گیاهی دقیقا اندازه ای مشابه باکتری های هتروتروف (مصرف کننده- انگل) و اتو تروف ( فتوسنتز کننده - سیانو باکتری) است. همچنین تعداد و اندازه ی ریبوزوم های میتو کندری و کلروپلاست دقیقا مشابه اندازه ی ریبوزوم های باکتری هاست ( اندامی که پروتئین سازی میکند.). دلایل دیگر عبارتند از: تقسیم باکتری ها با تقسیم دوتایی می باشد که روش تقسیم میتو کندری و کلرو پلاست ها تقسیم دوتایی و کاملا مستقل از چرخه ی تقسیم سلولی یوکاریوت میباشد باکتری ها DNA حلقوی دارند همچنین میتو کندری ها و کلروپلاست ها نیز حاوی DNA حلقوی می باشند. میتو کندری ها و کلروپلاست ها ۲ غشا دارند که غشای داخلی چین خوردگی فراوان دارد و بسیار شبیه غشای سلولی باکتری هاست و غشای خارجی دقیقا شبیه (از لحاظ بیو شیمیایی و ظاهری) غشای سلولی یوکاریوت هاست و به نظر می رسد که یوکاریوت این غشا را برای این عضو ساخته باشد.
سلولهای مرکب با اندامهای درونی و تخصص یافته یوکاریت نامیده می شوند. سلولهای انسانها از این قبیل می باشند. قدمت سلولهای یوکاریوت به 2.7 ملیون سال قبل باز می گردد. سلولهای ابتدایی بدون ساختار منظم درونی پروکاریوت نامیده می شوند. باکتریها مثالی از پروکاریت ها می باشد.
2 تا 3 بلیون سال پیش
حیات چند سلولی: سلولهایی که با همدیگر باقی ماندند و وکلونی ها را تشکیل دادند مزیتی در رقابت برای بقا داشتند زیرا آنها می توانستند سلولهای متنوعی را توسعه دهند که عملکردشان از تک سلولها بهتر بود.
اولین جانور چند سلولی به وجود آمده اسفنج می باشد. اسفنجها جد تمام موجودات مرکب دیگر می باشند. اسفنجها شکل به خصوص ندارند و نمی توانند به اطراف حرکت کنند. اسفنجها برای دریافت یک اونس غذا باید یک تن آب را ---------- کنند.
__________________