Urknall in die Zivilisation: 10 erstaunliche Herkunft Ereignisse

Urknall in die Zivilisation: 10 erstaunliche Herkunft Ereignisse (Op-Ed)

Roger Briggs ist der Autor des " Reise in die Zivilisation: die Wissenschaft der wie wir haben hier "(Collins Foundation Press, 2013). In seinem Buch stellt er eine neue Schöpfungsgeschichte des Universums, der Erde, Leben und Menschlichkeit anhand der Beweismittel und die Skepsis der Wissenschaft. Briggs beigetragen haben, diesen Artikel zu LiveScience Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Die unangekündigte Errungenschaften der modernen Wissenschaft gehört, dass es jetzt eine kohärente Geschichte für die Menschheit, etwas bieten kann, was nicht möglich vor ein paar Jahrzehnten war. Mit neuen Entdeckungen in der Evolutionsbiologie, molekulare Genetik, Geologie, Astrophysik und Paläoanthropologie hat eine durchgehende Geschichte beginnend mit dem Urknall entstanden. Dies ist sowohl eine neue Kosmologie, der Menschheit in eingebettet ist, und eine Grand Tour der Wissenschaft. Hier ist eine Wissenschaft-Liebhaber-Top 10-Liste der coolsten Wissenschaft zugrunde liegenden menschlichen Ursprungsgeschichte, in chronologischer Reihenfolge.

Es gibt so viel ich ausgelassen – weitere Informationen finden Sie "Reise zu Zivilisation: die Wissenschaft der wie wir haben hier" (Collins Foundation Press, 2013) und als Mythos heiratet Wissenschaft, Geschichte Ursprungsfragen(Op-Ed).

Der große Blitz: Ursprung der kosmischen Hintergrundstrahlung

Als das Universum etwa 380.000 Jahre alt, die es auf etwa 3000 K abgekühlt hatte war, cool genug für Elektronen Anfügen an Kernen und atomare Materie Form in hoch angeregten Zuständen. Dies führte zu einen massiven Fluss von Photonen in der Nähe von den sichtbaren Bereich (typisch für aufgeregt Atome), der im frühe Universum gefüllt. Als das Universum und der Raum selbst erweitert wurde die Wellenlänge dieses Lichtes dehnte sich in den Mikrowellenbereich, der kosmischen Mikrowelle Hintergrund (CMB) geworden, das Penzias und Wilson 1964 versehentlich entdeckt.

George Gamow hatte vorausgesagt, dass ein Big Bang solch eine Hintergrund-Strahlung produzieren sollte und CMB wurde eines der ersten Stücke der Nachweise für the Big Bang Theory. Seitdem die Studie des CMB mit weltraumgestützten Instrumenten wie COBE, WMAP und jetzt der Planck-Satellit weiterhin eine reiche Quelle von Informationen über das frühe Universum und tiefsten Struktur.

Ende des dunklen Zeitalters: die ersten Stars geboren

Nach etwa 400 Millionen Jahren der Erweiterung folgende war der Urknall das Universum kühl genug für Schwerkraft Koaleszenz Wolken von Wasserstoff in Sternen, beginnen Kernfusion zum ersten Mal anzünden. Die ungeheure Ausgießung der Strahlung von den ersten Sternen markierte das Ende des dunklen Zeitalters, und in der Nähe Wolken von Wasserstoff ionisiert. Diese erneute Ionisation ist der Fingerabdruck der ersten Sterne und kann gesehen werden, in den spektralen Signaturen von Quasaren, die Polarisation des CMB und die 21-Zentimeter-Emissionslinie des Wasserstoffs.

Die Geburt der ersten Sterne markiert einen Wendepunkt im Leben des Universums: von hier aus auf das Universum übernahm die Funktionen, die wir heute, mit Galaxien voller Sterne umgeben von Planetensystemen sehen. Sternen führen einige der wichtigsten Arbeiten im Kosmos: sie fertigen die Elemente, die schwerer als Wasserstoff, entstehen Planeten als Teil ihrer eigenen Entstehung und sie liefern Energie für diesen Planeten, wie unserer Sonne für uns tut. Wir lieben Stars!

Das Sonnensystem-Formen: Ungewöhnliche oder nicht?

Gelb, G-Klasse Sterne wie die Sonne sind ein Groschen, den ein Dutzend im gesamten Universum, aber nur ein Bruchteil von ihnen existieren als Einzelsterne und enthalten alle 92 natürlich vorkommenden Elemente wie unsere Sonne. Astronomen haben jetzt starke Beweise von Exoplaneten Forschung, dass praktisch alle Sterne Planetensysteme als ein natürlicher Bestandteil der eigenen Formation, und dies mit aktuellen Theorien der Sternentstehung stimmt. Aber die meisten bisher beobachteten Planetensysteme scheinen seltsam und unwirtlich für Leben – zum Beispiel mit Planeten die Größe des Jupiter viel näher als Merkur Umlaufbahnen umkreisen die Sonne und fünf Planeten verpackt in einen Raum kleiner als Merkurs Umlaufbahn. Astronomen haben noch eine Photovoltaik-Anlage zu sehen, die fein säuberlich mit einem schönen felsigen Planeten befindet sich in der Sweet Spot für flüssiges Wasser und Leben wie unsere eigenen bestellt ist.

Sieht wie der Erde?

Die Medien war vor kurzem schwirrten, als Forscher (PNAS, 26. November 2013) geschätzt, es könne 8 Milliarden oder 9 Milliarden Sternen in unserer Galaxie mit erdähnlichen Planeten — etwa 5 Prozent der Sterne – so dass die Chancen sehr hoch für intelligentes Leben anderswo. Noch hat kein Leben oder Beweise dafür, immer jenseits der Erde, gefunden die Jury ist immer noch sehr viel, auf die Fragen wie selten oder häufig, was die Erde ist, und wie einzigartig Menschheit kann oder auch nicht.

Das Leben beginnt

Das Vorhandensein von Kohlenstoff-12 in alten Gesteinen deutet darauf hin, dass Leben auf der Erde vor etwa 3,8 Milliarden Jahren begann. Dies bedeutet, dass DNA oder einige Vorläufer-Molekül sich versammelt hatten und konnte seine unerbittliche Selbstreplikation, die die Evolution des Lebens trieb beginnen. Aber wie so zerbrechlich und komplexen Molekül zusammensetzen?

Organische Moleküle sind jetzt im ganzen Universum gesehen worden. Sie können in den spektralen Signaturen der Sterne und Gaswolken gefunden werden und der Murchison-Meteoriten, der auf die Erde im Jahr 1969 fiel enthalten 92 verschiedenen Aminosäuren, die meisten noch nie auf der Erde gesehen. Allerdings ist es ein riesiger Sprung von Aminosäuren zu einem lebenden Organismus mit einem metabolischen System, die Energie liefert und eine genetische System, die speichert Informationen, leitet den Bau von Proteinen, regelt alle Funktionen des Organismus und repliziert sich, alle von einer Membran umschlossen.

Leben von anderswo ausgesät worden könnte? Oder vielleicht war es nur Zufall schwappen zusammen von Molekülen, die vorprogrammiert war irgendwo. Oder könnte es einige grundlegende Organisationsprinzip im Universum, dass Laufwerke in Richtung Komplexität wichtig? Wir kennen die Antwort, und der Ursprung des Lebens bleibt eines der größten Rätsel in der Wissenschaft.

Die große Sauerstoff-Katastrophe, Schneeball Erde und die Geburt der Eukarya

Leben auf der Erde konfrontiert die größte Krise überleben vor etwa 2,5 Milliarden Jahren, wenn die Atmosphäre aus Kohlendioxid-Dominant auf sauerstoffreiches umgestellt. Bis zu diesem Zeitpunkt war das Leben prokaryotische, oder Bakterien-Like, und thrived auf CO2. Aber photosynthetischen Bakterien CO2 verbraucht und produziert giftige O2, die schließlich die Atmosphäre gefüllt. Erschwerend kommt schlimmer stürzte der Rückgang der atmosphärischen CO2 die Erde in einer massiven Tiefkühltruhe, die gekommen ist, um den Schneeball Erde Ereignis aufgerufen werden. Unseres Planeten wurde komplett mit dicken Platten aus Eis außer in der Nähe des Äquators, und Leben in den dunklen Ozeanen beruhte fast zum Aussterben. Doch irgendwo mitten in dieser Krise zweiköpfigen eine neue und komplexere Form des Lebens entstanden: Eukarya.

Im Jahr 1967 war Lynn Margulis, die erste zu erkennen, dass einige prokaryotischen Organismen konnten miteinander verschmelzen in einer Kooperation, dass sie Endosymbiose genannt, die ihnen halfen die Krise überstehen. Wir verstehen jetzt, dass die Mitochondrien in tierischen Zellen und die Chloroplasten in Pflanzenzellen einzelner Organismen einmal waren bevor sie verschlungen wurden, um eukaryotischen Organellen werden. Sie tragen immer noch primitiven Genome von ihren Tagen als Prokaryoten. Die Entstehung von Eukaryotic Leben öffnete die Tür für alle höheren Lebensformen, die folgen würden auch wir –!

Zum Glück für uns: das Aussterben der Kreide-Tertiär (KT)

Fast 200 Millionen Jahre lang beherrschten die Dinosaurier die Erde. Dann ganz plötzlich verschwanden vor etwa 65 Millionen Jahren sie. Es war Luis und Walter Alvarez, Vater und Sohn, der erstmals im Jahr 1980 erklärt, was passiert mit den Dinosauriern. Sie fanden dünne Schichten von Iridium in Gesteinen, die vor 65 Millionen Jahren datiert, und da Iridium natürlich sehr selten auf der Erde, die sie vorgeschlagen, dass es hat Quelle war ein Meteorit die Erde in dieser Zeit beeinflusst. Ihre Theorie war umstritten Anfangs und hatte viele Zweifler, aber andere Forscher begann ähnlich wie Iridium-Schichten in den Felsen von einem anderen Ort auf der Erde, was auf ein globales Ereignis zu finden und schließlich fand ein Meteorkrater in der Nähe der Yucatan-Halbinsel, die etwa im gleichen Alter war.

Der Chicxulub-Meteor muss 10 bis 15 Kilometer in der Größe und bei ca. 10.000 km/h unterwegs, wenn es betroffen, Auslösung eines globalen Winters, der war verheerend für nahezu alle Landpflanzen und Tiere gewesen sein. Aber die kleinen pelzigen Säugetiere, die unter der Erde eingegraben hat überlebt. Sie lebte die ganze Zeit im Schatten der Dinosaurier, aber mit den Dinosauriern gegangen konnte sie nun wachsen und gedeihen in der Größe. Sie wurden die neuen Herrscher der Erde. Schließlich der Säugetier-Linie in Affen und Primaten, anschließend Hominiden entwickelt, und schließlich die Homo-Linie, die den Menschen produziert. Wenn nicht für die Chance Begegnung mit einem Meteor vor 65 Millionen Jahren, die es zweifelhaft ist, ob wir, hier überhaupt.

Tool Time: Die Entstehung des Homo

Von etwa 5 Millionen Jahren hatte bestimmte Menschenaffen in Afrika beherrscht die Kunst der aufrechte Gang – das waren die Hominiden. Für die nächsten paar Millionen Jahren durchstreiften sie Afrika als Australopithecus, mit mindestens 7 verschiedenen Arten. Aber irgendwann vor etwa 2,5 Millionen Jahren eine neue Linie von Australopithecus abgezweigt. Dies ist nun die Gattung Homo bezeichnet. Gibt es noch beträchtliche Debatte über das wie und wann diese Divergenz geschehen, und welche Hominiden Arten beteiligt waren. Aber die am weitesten verbreitete Ansicht ist, dass Homo Habilis war das erste Mitglied, wenn diese neue Linie, und von etwa 2 Millionen Jahren ein Vorfahre, die wir jetzt Homo Erectus nennen blühte in Ostafrika und würde bald beginnen, Eurasien und Asien bevölkern.

Steinwerkzeuge werden auch in den Fossilien zum ersten Mal in der Nähe der fossile Überreste der frühen Mitglieder des Homo vor etwa 2,5 Millionen Jahren. Keine andere Lebensform jemals hergestellt und Steinwerkzeuge verwendet, und die Kunst seit vielen Generationen weitergegeben. Dies war die Geburtsstunde der wahre Kultur und dem Aufkommen der Technologie. Wie die Entwicklung von Instrumenten war eine schnelle Expansion in Hirnvolumen, schließlich in Homo Neanderthalensis und Homo Sapiens von vor etwa 200.000 Jahren verdreifachen. Aber die Neandertaler schien zum Stillstand kommen, bei der Entwicklung von Technologie, während Homo Sapiens Bewusstsein, Technologie und Kultur zu entwickeln weiterhin, uns in eine in der Nähe von geologischen Kraft auf der Erde zu verwandeln. Am Ende ging jeder Hominiden Arten ausgestorben – mit einer Ausnahme. Wir sind die letzte und einzige Überlebende Hominiden.

Freund oder Feind: Wer waren die Neandertaler?

Vielleicht 1 Million Jahren begann der Hominiden in Afrika genannt Homo Ergaster (auch genannt Homo Erectus) entwickelt sich zu einer neuen Spezies. Dies wurde Homo Heidelbergensis, wahrscheinlich unmittelbaren Vorfahren der Menschheit. Einige Mitglieder dieser neuen Art waren in Afrika, während andere Afrika verlassen und den Weg nach Europa fanden, wo sie in den Fossilien von etwa 800.000 Jahren auftauchen. Die europäischen Heidelbergensis Bevölkerung, Anpassung an die viel kälteren Bedingungen entwickelte sich Homo Neanderthalensis von etwa 400.000 Jahren.

Die Neandertaler, waren große brained und sehr intelligent, Verbreitung in ganz Zentralasien und Europa, während ihre Vettern, die in Afrika geblieben zu modernen Menschen, Homo Sapiensentwickelt. Menschen begann vor etwa 100.000 Jahren Afrika zum ersten Mal verlassen indem sie auf Kollisionskurs mit den Neandertalern, zuerst in Zentralasien und später in Europa. Sie interagiert auf mysteriöse Weise im Wege, die noch nicht vollständig geklärt.

Am Ende zogen sich von vor etwa 30.000 Jahren Neandertaler in Spanien und Portugal, wo sie schließlich ausgestorben sind. Es gibt keine wirklichen Beweise, dass Menschen die Neandertaler getötet und die Ähnlichkeit in ihren Werkzeugen schlägt einige Überschneidungen der Kulturen. Aber vor kurzem genomische Studien von Svante Pääbo des Max Planck Institutes und seine Kollegen zeigen, dass einige Menschen europäischer Abstammung heute so viel wie 4 Prozent Neandertaler-DNA tragen, verlassen keinen Zweifel daran, dass die beiden Populationen Neandertal-irgendwo auf dem Weg.

Der große Sprung nach vorn

Jared Diamond popularisiert dieser Deskriptor in seinem Buch der dritte Schimpanse (1992) und Richard Klein nannte dieses Phänomen "Big Bang der menschlichen Kultur" in The Dawn der menschlichen Kultur (2002). Archäologen haben starke Beweise aus der Tool-Kultur, die auf einen erstaunlichen Sprung nach vorn in der menschlichen Intelligenz zwischen ungefähr 100.000 und 60.000 Jahren zeigt.

Genetiker haben interessanterweise auch festgestellt, dass ungefähr zu dieser Zeit die totale menschliche Bevölkerung auf der Erde, vielleicht nur ein paar tausend Personen gesunken. Es ist nicht bekannt, genau das, was dieser Bevölkerung Engpass verursacht, aber es wäre unmöglich, den Ausbruch des Mount Toba 73.000 vor Jahren auf der Insel Sumatra zu ignorieren. Dies war die größte vulkanische Ereignis in den letzten 30 Millionen Jahren, 30-Fuß dicke Schichten von Asche in Indien einzahlen und Auslösung eines globalen Winters, der eintausend Jahre lang gedauert haben kann.

Es scheint, dass die Menschen in Ostafrika lebenden Überlebenden die Toba-Veranstaltung waren eine neue und bessere Version des Homo Sapiens, vielleicht in der Lage, gesprochene Sprache und die Befugnisse der kooperative Unternehmenskultur, die es geschenkt. Diese neuen Menschen, manchmal genannt behaviorally moderne Menschen konnten bald verlassen Afrika und breitete sich auf jedem bewohnbaren Kontinent auf der Erde in einer relativ kurzen Zeit drängen die Neandertaler und alle anderen verbleibenden Hominiden Arten vom Aussterben bedroht. Kein anderer Lebewesen hat eine faire Chance, bei uns seit den großen Sprung zu konkurrieren.

Das Aufkommen der Zivilisation

Seit mehr als 2 Millionen Jahren waren unsere Vorfahren nomadische Jäger und Sammler. Dies änderte sich zum ersten Mal vor etwa 11.500 Jahren, als das Klima wärmer und milder wurde.

Menschen im Nahen Osten experimentierte mit essbaren Pflanzen, die besten Pflanzen Samen auswählen und Pflanzen sie in geschützten Gebieten. Diese Art von Gartenarbeit, Gartenbau, verlangt, dass Menschen an einem Ort bleiben um ihre Ernte zu neigen, und allmählich die nomadische Lebensweise durch mehr sesshaft, dauerhafte Lager ersetzt wurde genannt. Tiere, wurden auch als Begleiter, Diener oder Nahrungsquellen domestiziert. Von vor etwa 10.000 Jahren große Dauersiedlungen wie Jericho und Catalhoyuk in der archäologischen Aufzeichnung erscheinen. Diese "Proto-Städte" waren noch nicht wahr Städte aber mehr wie unorganisiert Sammlungen von Dörfern mit wenig Anzeichen für Kriegsführung, soziale Schichtung, Reichtum, Herrscher oder irgendeine andere Ebene des Status. Aber eine weitere Veränderung in der menschlichen Entwicklung auf Augenhöhe mit den großen Sprung drin war.

Von etwa 5200 Jahren erscheinen die ersten Stadtstaaten zunächst an mehreren Standorten im gesamten Nahen Osten. Zum ersten Mal zeigt die archäologischen Aufzeichnungen eindeutige Beweise der sozialen Schichtung und der herrschenden Elite halten fast alle Reichtum und macht. Dies war die Einführung der Zivilisation.

Mit der Erfindung des Schreibens menschlichen Wissens könnte permanent aufgezeichnet und kontrolliert. Die meisten Merkmale der heutigen Welt jetzt erschienen, einschließlich der zentralisierten Regierung und macht, Militär und Kriegsführung, institutionalisierte Religion, Patriarchat, Währungssysteme, Armut, groß angelegte Landwirtschaft, Handelsnetze und reich. Zivilisation erschien bald selbständig an vielen weiteren Standorten in der ganzen Welt, darunter China, Indien, Ägypten, Peru, Kreta und Mexiko. Nicht viel davon hat in den letzten 5000 Jahren außer dem Namen und Orte geändert. Aber ist dieses Modell noch dienen uns gut, oder in die Menschheit bereit für etwas neues, den nächsten großen Sprung?

Die Meinungen sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Meinung des Herausgebers. Diese Version des Artikels erschien ursprünglich am LiveScience.