От Большого взрыва до палеолита. Таймлайн

Главный источник знаний об этой эпохе — ​реликтовое излучение. Ещё в 1992 году аппарат COBE выяснил, что фон неоднороден, и эти неоднородности несут информацию о ранней Вселенной. Спутник WMAP получил первый обзор всего неба и с высокой точностью определил температуру фона, а в 2009–2013 годах европейский спутник Planck составил его детальную карту, показав мельчайшие различия этих температур. Первые результаты Planck, основанные на 15 месяцах наблюдений, объявили в Париже, в штаб-квартире ЕКА. Кроме того, Planck показал, что геометрия Вселенной плоская — ​её пространство подчиняется законам евклидовой геометрии.

Эпоху космического рассвета изучают с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», который наблюдает галактики с красным смещением больше 10, то есть моложе 500 миллионов лет. Одна из главных задач телескопа — ​понять природу чёрных дыр и первого поколения звёзд. Свет самых далёких из них шёл к нам более 13,4 миллиарда лет и покинул их галактики, когда Вселенной было около 330 миллионов лет. Сведения о реионизации дают и данные о рассеянии реликтового излучения. Неожиданно яркое излучение водорода в таких галактиках вряд ли создавали обычные звёзды — ​моделирование показывает, что одних первых звёзд для полной реионизации было бы недостаточно. Подозревают вклад первых галактик в этот процесс. Сам он шёл неравномерно: туман быстро рассеивался вокруг первых галактик и дольше держался в «долинах».

Возраст Земли определили не по её породам, а по метеоритам. Клэр Паттерсон исходил из того, что метеориты — ​остатки вещества, из которого возникла Солнечная система, а их внутренний состав не менялся. В 1953 году по соотношению изотопов урана и свинца в метеорите Каньон-­Диабло он получил 4,55 миллиарда с погрешностью около 70 миллион лет. До него наибольшая оценка составляла около 3,3 миллиарда лет и принадлежала Артуру Холмсу. Итоговая работа Паттерсона вышла в 1956 году в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta. В 2005 году дату образования Луны уточнили по изотопам гафния и вольфрама. Впрочем, Паттерсон датировал строительный материал планет, а не саму Землю — ​и это похоже на вопрос, считать ли возрастом здания день закладки первого камня или день завершения стройки. Современное значение 4,54 ± 0,05 миллиарда лет лежит в пределах первого предположения.

Сейчас известно, что микробы могут жить в самых экстремальных условиях, а потому нетрудно вообразить, что совсем юная Земля уже не была безжизненной пустыней. Изотопы серы и углерода подтверждают биологическую активность уже в раннем архее. Условия тогда были суровыми: мало кислорода, много вулканов, сильная радиация. Несмотря на это, жизнь не только появилась, но и быстро распространилась по планете. Учёные спорят, где именно она возникла: у горячих источников, в мелких водоёмах или в глинах. Ответ важен для поиска жизни на Марсе и других планетах.

Эндосимбиотическое происхождение митохондрий от альфапротеобактерии доказано, но природа клетки-хозяина остаётся предметом споров; наиболее простые модели предполагают архею из группы Асгард. Асгардовые археи — ​ближайшие известные архейные родственники эукариот: у них найдены гомологи белков цитоскелета и перестройки мембран. Есть и более сложные модели с двумя эндосимбиозами. Связь с кислородом оспаривается. Исследование 2022 года в Nature Ecology & Evolution показало, что возникновение эукариотов с митохондриями шло в бескислородной среде. Аэробный образ жизни у эукариот, скорее всего, возник позднее и повсеместным стал лишь за последний миллиард лет.