Наука установила, что по мере расширения пространства и остывания плазмы постепенно сформировались глюоны и кварки, позже легшие в основу электронов и протонов. Взаимодействие протонов с электронами породило атом водорода. В космосе образовалось много атомов водорода. Гравитация постепенно сгущала облака водорода и, при определенной их плотности, локальная температура возросла настолько, что стали образовываться звезды и их системы, объединенные гравитацией.
В звезде против силы гравитации действуют силы расширения. Последние есть побочным продуктом температуры, которая растет при ядерных реакциях синтеза. Пока эти две силы в балансе, звезда устойчива. Ядерные реакции синтеза химических элементов идут вплоть до образования атома железа. Для синтеза более массивных атомов таблицы Менделеева нужна более интенсивная энергия. Она приходит на следующей фазе жизненного цикла звезды. Когда весь исходный запас водорода исчерпывается, нарушается указанный выше баланс противодействующих сил. Гравитация берет верх, звезда безудержно сжимается, со сближением атомов вещества его температура и давление стремительно растут. Звезда взрывается, на короткое время став сверхновой звездой. В этом процессе формируется ряд химических элементов, тяжелее железа.
С разорвавшейся звезды эти химические элементы разлетаются в космосе и перемешиваются с существующими там атомами водорода. При этом плотность материи в таких облаках распределена неравномерно. В местах наибольшей плотности гравитация сильнее. Там формируются сгустки материи, и процесс концентрации материи в них продолжается с нарастающей скоростью. Любой внешний толчок (например, ударная волна взрыва другой сверхновой звезды) служит инициатором образования новой звезды. Это уже звезда второго поколения. Вокруг нее из части атомарной материи получаются планеты.
Итак, есть планета, есть химические элементы. При определенном сближении этих элементов начинается химия – отдельные элементы, объединяясь, формируют химические соединения.
Напомню, что химия – это обобществление электронов на внешних орбитах составных атомов молекул. Для любой химической реакции синтеза нужна энергия.
Обращаю твое внимание на то, что согласно второму закону термодинамики, без подвода энергии все структуры со временем распадаются. Это касается и всех биологических макромолекул. Они постоянно ломаются на мелкие составляющие. Сколь-либо долгое существование любой биологической структуры, состоящей из кирпичиков – макромолекул, возможно лишь при повторном синтезе макромолекул со скоростью, адекватной скорости их распада. Это фундаментальное положение биохимии как дамоклов меч грозит существованию каждой нашей клетки и организма в целом.
– Подожди. Ведь второй закон термодинамики применим ко всему пространству. Как же жизни удалось обойти этот закон?
– Жизнь – явление локальное. Энергия, необходимая для конструирования сложных биологических макромолекул, черпается из ближайшего локального окружения.
– А как она там оказалась?
– Вопрос в точку! В случае земной жизни первоисточником энергии является Солнце. Но наука полагает, что переход химии в биологию, т. е. появление жизни, каким-то образом связано с аккумуляцией внешней энергии в виде химических связей. Их распад снабжает локальную внутриклеточную среду энергией, необходимой и достаточной для выполнения всех форм работы против второго закона термодинамики. В частности, для образования более сложных структур клеток из биохимических компонентов.
Замечу, что наука еще не знает, как сформировалась первая клетка. И мы еще не раз вернемся к вопросу об энергии. Вопрос об энергии и движущих силах – ключевой не только для понимания биодинамики. Он остается ключевым также в физике, когда исследуется динамика механических, электромагнитных объектов. Я убежден, что роль энергии в организме еще не до конца выяснена…