Глобальная история Вселенной (физика) (стр. 15 из 19)
Незатухающая скорость света (скорость гравитации), и есть реальная величина распространения энергии. А по светимости (количеству выделенных фотонов), можно определить характер и силу термоядерных реакций, происходящих внутри звезды.
А как же быть со временем? С какой скоростью оно передвигается? Она распространяется со скоростью распространения гравитации – скоростью движения нейтрино и антинейтрино. Почему именно от гравитации зависит скорость распространения энергии и времени? Все определяется гравитацией. Что такое время по сути? Это элементарные частицы. Но это не просто элементарные частицы, а изменения, происходящие в этих частиц. Без изменений время как бы останавливается (как в вакууме в нашем мире). Изменения в элементарных частицах: физические, химические, термоядерные реакции происходят за счет накопленной гравитации. Но как в действительности происходит перемещение во времени, ведь все планеты движутся? У каждой планеты свои орбиты. Чтобы понять, как распространяется гравитация, посмотрите на рис. 29. То есть гравитация зависит от центра масс нашего мира – гигантской Сверхновой. На рис. 41: А – направление движения нашего мира; В – направление движения времени –
Рис. 41это направление перемещения гигантской Сверхновой, то есть направление движения нашего мира будет совпадать с направлением движением во времени. Цифрами 1, 2 и 3 показаны положения во времени гигантской Сверхновой. 1 – будущее положение Сверхновой; 2 – настоящее положение Сверхновой; 3 – прошлое положение Сверхновой. Если мы будем двигаться из настоящего (точка 2) в направлении движения времени со скоростью света, то попадет в будущее (точка 1). Если мы будем двигаться из будущего (точка 1) против движения времени, то попадем в настоящее, в (точка 2). Если мы будем двигаться из настоящего (точка 2), против движения времени, то попадем в прошлое, в (точка 3). Если из прошлого (точка 3) мы будем двигаться в будущее, то попадем в настоящее (точка 2). Если мы от Сверхновой будем двигаться к центрам масс и антимасс Вселенной (точка 4), то для того чтобы вернуться в настоящее, надо вернуться в прошлое (ведь за время передвижения в точку 4) Сверхновая переместится во времени). То же самое происходит и при перемещении в точку 5 от центра масс и антимасс вселенной. Но не надо забывать, что гигантская Сверхновая постоянно взрывается. Также все планеты и галактики кружатся, и это тоже надо учитывать при движении во времени. При передвижении во времени надо учитывать конкретную траекторию каждой звезды, иначе при передвижении во времени может произойти нежелательный сдвиг в пространстве.
Глава 7. Появление жизни на Земле
Чтобы объяснить, как появилась жизнь на Земле, надо разобраться с энергией живой клетки. Обратимся к источнику [5; 40 – 41, 46]:
«Синтез и гидролиз молекул АТФ – универсальный промежуточный этап огромного количества энергетических преобразований в клетках бактерий, растений и животных – от простейших до человека. Гидролиз молекул АТФ происходит под влиянием ферментов и коферментов, входящих в состав мышечных волокон, ионных насосов, в рибосомах при синтезе белков и т.д. Из-за больших размеров органических молекул и ферментных структур места выделения и использования энергии гидролиза часто разделены расстояниями, значительно превышающими межатомные. Поэтому возникает важный вопрос о механизме эффективного переноса энергии гидролиза молекул АТФ вдоль больших белковых молекул.
Механизму транспорта энергии в биологических системах было посвящено специальное заседание Нью-Йоркской академии наук в 1973 г. Обсуждались три главных вопроса: существует ли кризис в биоэнергетике? Если да, то какова его природа? Как может быть разрешен этот кризис? Уже сама постановка этих вопросов говорила об отсутствии понимания механизма эффективного переноса энергии.
Предлагаемые объяснения наталкивались на непреодолимые трудности. Эти трудности объяснялись тем, что количество энергии, выделяемое в одном акте гидролиза молекул АТФ (~ 0,5 эВ), слишком мало для возбуждения электронных состояний белковых молекул. Их возбуждение требует энергии, на порядок большей. А энергии, выделяемой при гидролизе молекул АТФ, достаточно только для возбуждения внутримолекулярных колебаний белковых молекул. Вот почему ряд выступавших на конференции учёных, в частности М. Клейр, Д. Грин, К. Штауб, считали, что в белковых молекулах энергия гидролиза молекул АТФ переносится в виде вибрационной энергии колебаний группы атомов С = 0, входящих в состав пептидных групп всех белков. Для возбуждения этих колебаний требуется только 0,21 эВ энергии.
Это предположение активно оспаривали другие участники конференции (в частности, Г. Вебер). Они утверждали, что в конденсированной среде (водное окружение, другие молекулы) время жизни вибрационного возбуждения отдельных пептидных групп должно составлять, как и время жизни вибрационных колебаний в молекулярных кристаллах, только 10-12 с. Значит, такие колебания не могли бы участвовать в переносе энергии гидролиза молекул АТФ на расстояние, значительно превышающие размеры самих пептидных групп.
Сторонники переноса энергии вибрационными колебаниями возражали, что, по-видимому, особая структура белковых молекул может играть ключевую роль в стабилизации и увеличении времени жизни вибрационных состояний, возбуждаемых в таких макромолекулах. Однако они не смогли убедительно обосновать это утверждение. Не нашли поддержки и неовиталистические высказывания некоторых участников заседания о необходимости установления новых закономерностей, управляющих энергетическими преобразованиями в живой природе, существенно отличающимися от закономерностей, установленных при исследовании тел неживой природы.
Участники конференции так и не пришли к единому мнению. Вопрос о «кризисе» в биоэнергетике остался неразрешенным.
В том же 1973 г. была опубликована работа Н. И. Кислухи и А. С. Давыдова. Исследователи установили, что в a-спиральных белковых молекулах могут распространяться без потери энергии и изменения формы колебательные возбуждения коллективной природы. Такие возбуждения в дальнейшем получили название давыдовских солитонов.
Исследование показало, что при наличии в цепочке двух волн разной амплитуды, волна с большей амплитудой, двигаясь с большей скоростью, всегда обгоняет волну с малой амплитудой. Неожиданно оказалось, что нелинейное взаимодействие во время столкновения не сказывается на последующем движении уединенных волн. После столкновения они продолжали движение, не меняя колоколообразной формы и скоростей. Смещалось лишь немного их положение по сравнению с тем, которое они занимали бы, если бы не было столкновения.
Таким образом, при столкновении уединенные волны не обмениваются энергией. Именно поэтому в численных расчетах Ферми (1955 г.) не наблюдалась термолизация. Обнаруженное замечательное свойство уединенных волн, сближающее их поведение с поведением частиц, позволило Забуски и Крускалу назвать их солитонами – сокращение от английского названия solitary wave».
Также А. С. Давыдовым было рассмотрено, как солитоны эффективно переносят энергию в белковых молекулах, в механизме мышечного сокращения, движения с помощью ресничек, жгутиков и флагеля. Но дальнейшие исследования показали, что и этот способ транспортировки неэффективен [6; 48-49]:
«С 1973 г. киевской школой теоретиков развивается подход А. С. Давыдова к объяснению механизма транспорта энергии в биологических системах. Именно тогда была опубликована ранее упомянутая работа Н. И. Кислухи и А. С. Давыдова с описанием модели переноса энергии в a-спиральных белковых молекулах за счет солитонов – колебательных возбуждений коллективной природы, сохраняющих форму уединенной волны.
Следует сказать, что впервые наблюдал уединенные волны на воде английский инженер Джон Скотт Рассел 165 лет назад. С тех пор теория этого явления получила блестящее развитие, особенно в 60-е годы нашего столетия, когда и укоренилось название «солитон», обозначающее нелинейную уединенную волну, перемещающуюся без потери энергии и изменения формы. Такая стабильность солитона обусловлена взаимным влиянием нелинейности и дисперсии. Дисперсия задает различную скорость и, следовательно, пространственное расплывание различных гармоник (монохроматических волн) локализованного возбуждения, в то время как нелинейность обеспечивает интенсивное взаимодействие монохроматических составляющих волнового пакета. В результате перераспределения энергии при этом взаимодействии сообразуется устойчивое коллективное возбуждение, распространяющиеся как единое целое.
Согласно концепции А. С. Давыдова и его сотрудников, при гидролизе молекулы АТФ, прикрепленной к концу a-спиральной белковой молекулы (которая представляется как квазиодномерная нелинейная система с экситонной дисперсией) высвобождается энергия, распространяющаяся по a-спирали в виде солитона. При этом рассматриваются две колебательные подсистемы – возбуждение внутренних колебаний пептидных групп (амид-1) макромолекул (с дипольным моментом d = 0,35 Д и энергией возбуждения ~ 0,21 эВ) с резонансным деполь-депольным взаимодействием между собой и деформационные колебания, связанные со смещением первоначальных равновесных положений пептидных групп. Связь колебаний амид-1 со смещениями их равновесных положений характеризуется некоторым коэффициентом пропорциональности. Отсюда находится и энергия соответствующей связи. Оказалось, что если бы энергетический транспорт осуществлялся посредством распространения солитонов в биомолекулах, то внешние излучение могло бы эффективно нарушать этот процесс. Эта задача была рассмотрена для достаточно низко интенсивных СВЧ-излучений, а также для коротких и мощных СВЧ-импульсов наносекундной длительности (I0 >10 МВт/см2)».