Поиск жизни во вселенной

Содержание

10 мест во Вселенной, где мы, вероятнее всего, обнаружим жизнь

Вопросом о возможности существования внеземной жизни ученые и обычные люди задаются уже не один десяток лет. Буквально во всем, начиная от художественных произведений уровня Спилберга в его «E.T» и заканчивая официальными пресс-релизами американского аэрокосмического агентства NASA, четко отражается, насколько велика и значима эта проблема для современного человека.

Одним из важнейших источников для существования той жизни, которая нам известна, является вода. Поэтому неудивительно, что при открытии новой экзопланеты или спутника мы стараемся отыскать в первую очередь именно ее наличие. Может, в конечном итоге инопланетяне и не будут выглядеть так, как мы представляем их в кино и на вполне серьезных научных конференциях, но их обнаружение не станет от этого менее значимым для истории всего человечества. И сегодня мы поговорим о 10 местах во Вселенной, где мы имеем больше всего шансов обнаружить то, что мы уже так долго ищем.

TRAPPIST-1

Об открытии планетарной системы, находящейся в нескольких десятках световых лет от нас, было объявлено в начале этого года. Система состоит из 7 земплеподобных планет, оборачивающихся вокруг «ультрахолодной» звезды, и представляет собой идеальную на данный момент цель для поиска жизни за пределами Солнечной системы.

Изучение этих экзопланет в будущем будет относительно простым – все благодаря тому, как они вращаются вокруг своей звезды. Открыты эти планеты были благодаря транзитному методу наблюдения. Используя мощный телескоп, ученые выследили, когда планеты проходили перед своим светилом, частично сокращая его яркость в наших наблюдательных приборах.

Астрономы предполагают наличие относительно комфортной температуры на этих планетах, вполне подходящей для того, чтобы на их поверхности могла образоваться вода.

И все же, несмотря на то что все экзопланеты этой системы рассматриваются в качестве потенциальных кандидатов в обитаемые миры, конкретно три планеты TRAPPIST-1 могут подходить на эту роль лучше всего, так как находятся в обитаемой зоне звезды. Эта область вокруг звезды, где на поверхности имеющихся землеподобных планет вода могла бы содержаться в жидкой форме.

Титан

Крупнейший спутник Сатурна, шестой планеты от Солнца. Эта луна рассматривается в качестве потенциального кандидата на роль обитаемого мира, но, возможно, не в том смысле, в котором мы могли подумать. Спутник не совсем подходит под описание мира, находящегося в обитаемой зоне. Но на нем есть вода и другие жидкости. Просто на нем нет жидкой воды. Вода на этом планетарном объекте представлена в виде льда – температуры там очень низкие.

Тем не менее находящиеся там жидкости состоят из углеводородов. Углеводород – это химическое соединение водорода и углерода в различных пропорциях. На Земле наиболее распространенными видами углеводорода являются газы метан и пропан. Это и может являться ключевым фактором, позволяющим представить жизнь на Титане совершенно с другой стороны. Вполне возможно, что потенциально имеющиеся там формы жизни не выживут в условиях жидкой воды, но будут вполне комфортно себя чувствовать в среде углеводородов.

Несмотря на то, что перед наукой все еще остались некоторые вопросы (например, о том, способна ли жизнь существовать не только в воде), отбрасывать возможность наличия жизни на Титане ученые пока точно не собираются.

Европа

Один из спутников газового гиганта Солнечной системы, Юпитера. Еще один кандидат на роль обитаемого мира, потому что там есть вода, которая, по крайней мере согласно нашим теориям, может содержаться в жидком состоянии. Астрономы уверены, что Европа обладает всеми необходимыми компонентами для жизни: там есть вода, источники энергии и правильный химический состав среды. Вода, согласно нашим лучшим предположениям, скрывается под толстой ледяной коркой, составляющей поверхность Европы.

О возможности прямого исследования Европы ученые стали говорить относительно недавно. В начале этого года было объявлено, что в течение ближайших лет должна стартовать миссия Europa Clipper. В ее рамках к спутнику Юпитера будет отправлен космический аппарат, который будет исследовать и фотографировать поверхность Европы. Это будет происходить многократно. Ученые таким образом хотят получить возможность провести анализ особенностей спутника со всех сторон, а заодно и поискать на нем признаки жизни.

Марс

Наш красный сосед. Четвертая планета от Солнца. Пожалуй, один из самых обсуждаемых вероятных кандидатов в обитаемые миры и потенциально первая цель человеческой колонизации. Несмотря на скепсис, эта планета является наиболее вероятным местом, где мы найдем жизнь.

Понятно, что она не будет представлена в виде зеленых человечков или любых других разумных форм. Однако аэрокосмическое агентство NASA, исследующее поверхность планеты своими марсоходами, нашло-таки доказательство, что здесь когда-то могла и может по-прежнему существовать по крайней мере микроскопическая жизнь.

Полученные данные указывают на то, что в прошлом у ныне полностью сухой планеты имелись настоящие потоки и реки из воды. Полагаясь на это, мы можем хотя бы предположить, что жизнь на ней могла каким-то образом выжить. Возможно, в рамках дальнейших исследований Марса ученые найдут-таки воду в жидкой форме, а не только в виде ледяных шапок на полюсах планеты.

Энцелад

Еще один из многих спутников Сатурна, который рассматривается астрономами как потенциально обитаемый мир, который, в отличие от углеводородного брата Титана, вероятнее всего, богат водой. Это вода, так же как на Европе, спрятана под толстой ледяной коркой поверхности. Опять же, это могло бы означать вероятность существования как минимум микробов.

Ранее присутствие воды на Энцеладе рассматривалось лишь как предположение. По крайней мере такую надежду давали полученные в 2015 данные с помощью космического аппарата «Кассини». В начале этого года эта надежда серьезно возросла, когда аппарат нашел у спутника молекулы водорода, указывающие на присутствие химических реакций, происходящих под его поверхностью. Предположительно в рамках этих реакций океанская вода Энцелада взаимодействует с глубинной породой, в результате чего производится энергия, которая могла бы быть полезной для живых организмов.

Кеплер-186f

Кеплер-186f – это экзопланета, вращающаяся вокруг звезды Кеплер-186, находящейся примерно в 500 световых годах от Земли. Обнаруженная в 2014 году, она стала первой из известных планет земного типа за пределами Солнечной системы, обладающей орбитой, пролегающей внутри обитаемой зоны своей звезды.

Она менее чем на 10 процентов больше Земли, поэтому эта планета является еще и наиболее схожей по размерам с нашим домом среди всех обнаруженных экзопланет. Другие ее характеристики, такие как плотность, пока остаются для нас неизвестными. Но, учитывая ее размер, можно смело предположить, что это каменистый мир.

Пока единственными особенностями, которые позволяют занести планету Кеплер-186f в список потенциальных кандидатов в обитаемые миры, являются ее размер и расположение в обитаемой зоне звезды. О наличии воды на ней нам также ничего не известно, как и неизвестно о том, какова температура на ее поверхности.

Кеплер-452b

Как сообщает само NASA, планета Кеплер-452b «могла бы стать одной из лучших целей для поиска внеземной жизни». Однако исследовать эту планету будет довольно трудно. Хотя бы потому, что находится она на расстоянии более 1000 световых лет от Земли. Но, несмотря на это, ученые почти уверены, что Кеплер-452b находится внутри обитаемой зоны своей звезды, как и несколько других экзопланет этой системы.

Некоторое время Кеплер-452b рассматривалась астрономами как планета, наиболее близкая по размеру с Землей. Позже эта честь отошла Кеплер-186f. Однако сама звезда системы, где находится Кеплер-452b, больше похожа на наше Солнце. Вероятно, именно поэтому Кеплер-452b является сейчас одним из объектов исследования Института SETI, занимающегося поиском внеземной жизни.

LHS 1140b

Открыли эту «супер-Землю» совсем недавно. Ученые выяснили, что она находится в обитаемой зоне звезды, и рассматривают ее в качестве одного из самых вероятных кандидатов на открытие внеземной жизни.

Данная супер-Земля примерно в 10 раз массивнее нашего дома. Астрономы считают, что класс планет, относящихся к супер-Землям, представлен планетами каменистого типа, однако подтвердить это без точных наблюдений пока не представляется возможным. Даже если так, то LHS 1140b – настоящая мать всех супер-Земель. Ученые убеждены, что планета относится к каменистому типу, имеет железное ядро… и, возможно, живых инопланетян на своей поверхности.

Она находится всего в 40 световых годах и поэтому представляет собой отличную цель для отправки сообщений, которые могут привлечь внимание разумной жизни, если она там, конечно, есть. Кроме того, расположение LHS 1140b относительно Земли и ее более замедленная скорость вращения упрощают задачу по наблюдению за ней.

Звезда Табби

Вокруг звезды Табби, или KIC 8462852, разгорелось множество споров на тему вероятности наличия возле нее некой «инопланетной мегаструктуры». Находящаяся на расстоянии почти 1500 световых лет до Земли эта звезда впервые была открыта астрономом из Йельского университета Табетой Бояджян и сразу привлекла к себе внимание ученых своим необычным поведением. Яркость звезды время от времени изменяется настолько сильно, что это явление нельзя объяснить обычным присутствием в регионе экзопланеты. Поэтому среди прочих предположений, пытающихся объяснить подобный феномен, конечно же, есть и вариант с пришельцами.

Якобы сверхразвитая внеземная цивилизация могла построить вокруг звезды Таби специальное устройство, собирающее ее энергию и конвертирующее ее в нечто более полезное. Когда звезда теряет энергию, она мерцает. Поэтому идея о внеземной космической мегаструктуре инопланетян имеет под собой определенную долю смысла.

Однако все же наиболее свежей и вероятной теорией, пытающейся объяснить крайне необычное поведение звезды Таби, является предположение о том, что она поедает одну из своих экзопланет. Звучит не менее интересно, следует признать. Тем не менее идея о пришельцах окончательно пока не отброшена.

Ганимед

Еще один из спутников Юпитера, на котором может быть жизнь. Как и у других лун, у Ганимеда подозревается наличие подповерхностного океана. Причем в таком объеме, что воды в нем может содержаться даже больше, чем на Земле. Что интересно, наблюдение за поверхностью Ганимеда показало наличие признаков того, что когда-то по ней текла жидкая вода, просочившаяся через трещины в ледяной корке спутника.

Исследование этого спутника даже привело к разработке нового научного метода исследования. Например, при анализе магнитных полей ученые обнаружили, что из этой информации можно вывести некоторое представление о внутреннем строении спутника, включая данные о наличии под его поверхностью жидкой воды.

На данный момент Ганимед не исследует ни один космический аппарат. Однако в 2022 году планируется отправить к нему Jupiter Icy Moon Explorer, или просто JUICE, – межпланетную автономную станцию, которая, добравшись Юпитера где-то к 2030 году, займется изучением его системы.

О жизни
во Вселенной

Петриченков М.В.

Доклад на VI Международных Рериховских Чтениях в г. Новосибирске в декабре 2001 г.
Опубликован в сокращении в журнале «На Восходе» №12 (92) 2001.

Начать доклад хотелось бы словами из «Граней Агни-Йоги» о Н.К.Рерихе. Его памятный день мы будем отмечать 13 декабря.

Он, как и все замечательные люди своего времени, шёл впереди своего века. Его мысль была устремлена в будущее. В этом будущем он видел осуществленным великое назначение человека как сотрудника Космических сил и гражданина Вселенной. Он не ограничивал жизнь человека Землею, он видел жизнь на Далёких Мирах и звал к сотрудничеству с ними. Он был твёрдо уверен, что человек выйдет за пределы планеты и вольётся в жизнь Дальних Миров. Он считал, что на некоторых из них люди достигли высоких ступеней знания и силы и что землянам можно многому поучиться у них. Устремление к Дальним Мирам он считал фактором, открывающим перед человечеством новые возможности неслыханных достижений в области науки, во всех отраслях знания. Возможности человеческого знания он считал ничем не ограниченными. Он верил в великое светлое будущее человечества (IX.581).

С давних времён люди смотрят на звёздное небо и задумываются о существовании иных населённых миров. Ещё во II-м в. до н.э. древнегреческий философ Метродот говорил: Считать Землю единственным населённым миром в беспредельном пространстве было бы такой вопиющей нелепостью, как утверждать, что на громадном засеянном поле мог бы вырасти только один пшеничный колос . В Евангелии, написанном две тысячи лет назад, говорится: В Доме Отца Моего обителей много Тем не менее, знание об иных мирах долгие годы считалось запретным. Джордано Бруно, отправленный инквизицией в Средние века на костёр как неисправимый еретик, писал: …Существуют бесчисленные солнца, бесчисленные земли, которые кружатся вокруг своих солнц, подобно тому как наши семь планет кружатся вокруг нашего Солнца. На этих мирах обитают живые существа .

В XVII веке после открытия природы планет, среди учёных стали появляться мысли о возможности существования других миров. Христиан Гюйгенс считал, например, что жизнь существует на всех планетах, причём там должны быть и разумные существа, возможно не в точности такие же люди как мы с вами, но живые существа или какие-то иные создания, наделённые разумом . Через сто лет Иммануил Кант во Всеобщей естественной истории и теории неба отмечал, что большинство планет, несомненно, обитаемы, а необитаемые со временем будут населены .

В XX веке происходило бурное развитие науки и техники, но оно не сопровождалось развитием массового сознания людей, что выразилось в мировых войнах, использовании научных открытий во зло и других достижениях цивилизации. Этот перекос в развитии человечества привёл и к множеству заблуждений в вопросе о жизни во Вселенной. Остановимся на этом подробнее. Часто по телевидению и в кинотеатрах мы видим разумных жителей иных миров в самых разнообразных, часто ужасных и уродливых формах. А, между тем, этот вопрос уже прорабатывался некоторыми нашими писателями-фантастами. Среди них хотелось бы особо выделить И.Ефремова, который был учёным-палеонтологом, то есть мог непосредственно наблюдать эволюцию жизни на Земле. Он писал: … Только низшие формы жизни очень разнообразны; чем выше, тем они более похожи друг на друга. Палеонтология показывает нам, в какие жёсткие рамки вправляло высшие организмы эволюционное развитие … Мыслящее существо из другого мира, если оно достигло космоса, также высоко совершенно, универсально, то есть прекрасно! Никаких мыслящих чудовищ, человеко-грибов, людей-осьминогов не должно быть! Не знаю, как это выглядит в действительности, встретимся ли мы со сходством формы или красотой в каком-то другом отношении, но это неизбежно! .

Как мы знаем из Учения Живой Этики и видим в природе, принцип Красоты это основа эволюции. Поэтому не может быть безобразных форм разумной жизни. На Красоте строится и жизнь человечеств Дальних Миров, как пишет Е.И.Рерих там нет болезней, нет войн и насилия, нет бедности, нужды и пороков. Нет злобы и недоброжелательства… (XII,677).

Люди издавна стремились в Дальние Миры, думали о пол`тах к ним. На эту тему написано много научной и научно-фантастической литературы. Среди многих писателей представляется важным мнение И.Ефремова, который считал, что человечество сможет выйти в космос, только объединив усилия всей планеты . Современная действительность подтверждает это хотя бы тем, что космические исследования требуют значительных денежных затрат, что уже не под силу отдельным государствам. Хорошим примером такого международного сотрудничества является международная орбитальная станция и совместные исследования планет Солнечной системы.

И.Ефремов также писал: Человечество не может покорить космос, пока не достигнет высшей жизни, без войн, с высокой ответственностью каждого человека за всех своих собратьев! Для этого необходимо будет прекратить все войны, решить экологические проблемы, найти взаимопонимание между народами, государствами и друг другом. Нахождение взаимопонимания между людьми на Земле утвердит в человеке его лучшие качества, такие как: любовь к ближнему, вмещение и терпимость, равновесие, дружелюбие и многие другие, с которыми не стыдно выйти в населённый космос. Ведь посещая торжественные встречи, музыкальные вечера, общаясь с людьми мы стремимся показать себя с лучшей стороны, так и здесь. Отсюда, также становится понятным, что все картины будущего, рисуемые западными фантастами с войнами, империями, притонами, рабством и т.п. не имеют под собой никакого основания и являют собой лишь пример того, что могло бы принести человечество, если бы оно попало в космос в настоящем своем состоянии.

Некоторые могут спросить, а зачем нам вообще общение с иными Мирами, полёты в Космос? Чтобы ответить на этот вопрос, надо сначала допустить, что иные Миры – реальны. Допустив это, можно предположить, что существуют миры, более продвинутые по сравнению с нашим. Дальние Миры можно рассматривать как планеты, достигшие более высокой ступени эволюции, нежели Земля. Есть и ниже, но не о них речь (VIII.522). Также легко предположить, что они будут помогать менее развитым, что мы видим в нашей истории, когда Высочайшие Индивидуальности воплощались среди разных народов Земли (на заре нашей цивилизации). В сказаниях и легендах народов они известны как Боги, вожди и правители народов. Они направляли развитие человечества, которое иначе продолжало бы прозябать миллионы лет и не раз могло погибнуть.

Таким образом, из естественного допущения о множественности населённых миров легко сделать вывод о неизбежном существовании Сообщества космических цивилизаций (Иерархии Знания в Космосе) в котором они помогают друг другу. Эта идея отражена и в нашей литературе, в частности у И.Ефремова есть Великое Кольцо цивилизаций. У Стругацких мы находим идею прогрессорства и понимание большой ответственности цивилизации, ведущей такую деятельность. Живая Этика говорит о Законе кармы и Свободы воли, действующих в Мироздании. Они не позволяют напрямую и явно вмешиваться в жизнь другой цивилизации. Отсюда сразу же следует вывод, что картины, которые рисуют нам некоторые книги и фильмы, где показываются злобные инопланетяне, захватывающие Землю или делающие её полем своих разборок, – невозможны в принципе.

Подводя некоторый итог, можно утверждать, что жизнь на Дальних Мирах строится на принципах Красоты и Знания, дающих возможность сознательно двигаться в будущее без войн и насилия, будущее наполненной устремлением к совершенствованию и бесконечному познанию Мироздания, будущее, приносящее радость всему живому.

Оглянувшись вокруг себя, можно увидеть обратную картину, но ведь каждый желает себе и своим детям лучшего, хотя каждый в отдельности и цивилизация в целом не знают пока конкретного пути к лучшему будущему. Поэтому установление связи с иными более высокими цивилизациями может значительно продвинуть человечество. В «Гранях Агни-Йоги» говорится: Пока будущее находится в области отвлечённых представлений, оно массы не двинет вперед, но когда люди увидят воочию, чего достигли люди на Дальних Мирах, жизнь на Земле стремительно двинется к идеалу, конкретные формы воплощения которого люди увидят на дальней звезде. Космические сношения дадут новый толчок к продвижению, ибо несомненное, вылитое в видимые формы, нельзя будет уже отрицать (IV.383).

Большую роль здесь может сыграть наука. Через науку и искусство придёт то, чего не смогла дать людям религия, придет Знание (I, 30/11/60). Что же говорит современная наука о существовании жизни во Вселенной?

Её представления о проблеме жизни во Вселенной эволюционируют, но многие продолжают считать земную цивилизацию единственной. Это, вероятно, происходит оттого, что человек, такой, какой он сейчас есть, просто не может представить себе масштабы окружающего его мира, его Беспредельность даже в физическом аспекте. Можно представить себе масштабы метр, километр, десяток километров, но уже несколько тысяч километров сложно прочувствовать, особенно если пролететь их в самолете. Что же говорить о расстояниях в миллиарды световых лет?

Но несмотря ни на что, наука продвигается к признанию возможности существования жизни во Вселенной и даже рядом с нами в Солнечной системе. За последние десятилетия проведены исследования многих планет солнечной системы автоматическими межпланетными станциями. Информация, полученная о Юпитере и его спутнике Европа , позволяет сделать предположения о возможности существования гигантского подледного океана, а следовательно, о возможности биологической жизни. Также, на некоторых снимках Марса видны изменения поверхности, наиболее вероятная причина которых — водная эрозия, видны также овраги и, возможно, русла рек. Часто эти изменения довольно молоды в геологическом плане.

Также, незаметно для широкой общественности, в последние годы открыто около 80 планет у других звёзд, правда, существующие методы позволяют пока обнаруживать в основном большие массивные планеты сравнимые с Юпитером.

Итог поисков на нынешний момент:

  • 58 точно подтверждённых планет у нормальных звёзд (звёзд главной последовательности). У пяти звёзд найдено по две планеты и у одной — три.
  • 14 пока неподтверждённых систем.
  • Две планетных системы у пульсаров, т.е. у нейтронных звёзд. Одна из них имеет три или четыре обнаруженные планеты (одна, самая маленькая, под подозрением), вторая — одну.

Как же ищутся планеты, какое значение и какие перспективы имеют эти поиски?

Прямое наблюдение планет находится за пределами нынешних реальных (но не принципиальных) возможностей, так как изображение планет теряется на фоне света звезды. Впрочем, проекты, ориентированные на прямое наблюдение планет уже разрабатываются.

Пока более реальны косвенные методы обнаружения планет.

Самый успешный метод — спектрометрическое измерение радиальной скорости звёзд. Звезда, имеющая планету, испытывает колебания скорости к нам — от нас , которые можно измерить, наблюдая доплеровское смещение спектра звезды. На первый взгляд это невозможно , так как под действием Земли скорость Солнца колеблется с периодом год на сантиметры в секунду. Под действием Юпитера — на метры в секунду. Но даже в случае Юпитера, надо измерять смещение спектральных линий на тысячную долю от их ширины. Сравнительно недавно эта задача была блестяще решена.

Метод основан на наложении спектра звезды на сильно изрезанный линиями калибровочный спектр. Для калибровки используются пары иода в ячейке, помещаемой перед спектрометром. Температура ячейки поддерживается строго постоянной. Спектрометр выдает суперпозицию двух сильно изрезанных спектров поглощения — звезды и иода. Небольшие смещения спектра звезды приводят к изменениям суперпозиции на всех частотах, что значительно увеличивает точность измерения. Но потом надо учесть то, что мы сами находимся сложном быстром движении — суточное вращение Земли (1 км/с), движение вокруг Солнца (30 км/с), влияние Луны, наконец, влияние всех остальных планет. Всё это надо точно вычитать. В результате удалось получить точность 3 м/с — скорость человека, бегущего трусцой (сейчас точность уже приближается к 1 м/с — скорость идущего человека). Именно этот метод обеспечил прорыв в поисках планет. Находки уже изменили представления о пределах разнообразия, об образовании и эволюции планетных систем. Но это всё планеты гиганты, где привычная нам форма жизни считается невозможной. А как же обстоят дела с открытием планет типа Земли?

На самом деле, в каталоге открытых планет уже есть несколько планет гигантов с орбитами, близкими к земной. В нашей системе у планет гигантов шесть больших спутников, два из них (Ганимед и Титан) больше Меркурия. Весьма вероятно, что и у тех планет гигантов есть спутники, приближающиеся по масштабам к планетам земной группы. Условия на таких спутниках были бы похожи на земные и не видно никаких причин, препятствующих существованию на них жизни. Правда, обнаружить такой спутник мы не можем. Но все-таки, есть методы, которые позволят находить планеты земного типа в обозримое время. Это поиск прохождений планет по диску звезды и инфракрасная интерферометрия в космосе. Более того, можно даже увидеть прямые свидетельства жизни, например, полосу поглощения озона в районе 9.6 мкм. Озон образуется из атмосферного кислорода, который может присутствовать в атмосфере в большом количестве, только при наличии органической жизни на планете .

На данный момент уже существуют и развиваются 6 крупных проектов по поиску планет земного типа. Все они предполагают использование космических телескопов и оптических интерферометров. Сроки реализации проектов 2003-2009 гг. Среди них упомянем о проекте IRSI/DARWIN (ESA) — Это, будет прямое наблюдение планет земного типа с помощью космического инфракрасного интерферометра, состоящего из 5-6 телескопов, размещёных за поясом астероидов. Будет использован метод зануления света звезды с помощью интерференции.

Говоря о жизни во Вселенной, необходимо также ответить на вопрос, почему же мы её не видим, почему в результате длительного радионаблюдения не пойманы искусственные радиосигналы? Сначала хочется отметить, что традиционная наука рассматривает, в основном формы органической жизни, хотя от земной точки зрения жизнь на некоторых планетах с трудом можно назвать жизнью – говорится в Учении. (Н.43) Исследования в этом направлении идут, да и по поводу будущего цивилизаций некоторые учёные признают, что пути дальнейшего их развития не обязательно связаны с ростом производительных сил, возможны качественные изменения. В «Гранях Агни-Йоги» сказано: Направление эволюции — Беспредельность и Сферы дальних миров. Средства — пробуждение и возжжение центров человеческого микрокосма и утончение и усовершенствование человеческого аппарата. Цель — вооружить человека без единого аппарата, ибо вся аппаратура, более совершенная, чем любой механический аппарат, в своём потенциальном состоянии сосредоточена в нём (…) …На дальних планетах высокой ступени нет заводов и фабрик и нет машин и никакой аппаратуры (II.366). Этим, вероятно, и объясняется отсутствие радиосигналов искусственного происхождения из космоса.

Закончить хотелось бы словами из «Граней Агни Йоги»: Не могут бесцельно и бессмысленно жить и страдать миллиарды людей. Назначение человечества велико. Земной дом — временное его пребывание. Его путь по звёздам, и конца этому пути нет .(III.72).

10 гипотетических форм жизни, существование которых возможно во Вселенной


Гипотеза Гайя.

В поисках внеземного разума человечество рассчитывает найти углеродные формы жизни. Но кто сказал, что жизнь во Вселенной жизнь должна развиваться исключительно по образу и подобию человека. В нашем обзоре 10 биологических и небиологических систем, на которые попадают под определение «жизнь».

1. Метаногены


Метаногены.

В 2005 году Хизер Смит из международного космического университета в Страсбурге и Крис Маккей из Исследовательского центра Эймса НАСА подготовили отчет о возможности существования жизни на основе метана, которую они назвали «метаногены». Такая форма жизни могла бы дышать водородом, ацетиленом и этаном, выдыхая метан вместо углекислого газа. Это сделало бы возможным существование жизни в холодных мирах, таких как Титан, спутник Сатурна.
Как и на Земле, атмосфера Титана в основном состоит из азота, но он смешан с метаном. Титан также является единственным местом в Солнечной системе, где кроме Земли существует множество озер и рек (состоящих из смеси этана с метаном). Жидкость считается необходимой для молекулярных взаимодействий органической жизни, но до сих пор на других планетах искали обычную воду.

2. Жизнь на основе кремния


Жизнь на основе кремния.

Жизнь на основе кремния является, пожалуй, наиболее распространенной формой альтернативной биохимии, которая описывается в научно-популярной фантастике. Кремний является настолько популярным потому, что он очень похож на углерод и может принимать четыре формы, как и углерод.
Это открывает возможность для существования биохимической системы, основанной полностью на кремнии, который является самым распространенным элементом в земной коре, кроме кислорода. Недавно была открыта разновидность водорослей, которая использует кремний в процессе своего роста. Полноценная кремниевая жизнь вряд ли появится на Земле, поскольку большинство свободного кремния находится в вулканических и магматических породах из силикатных минералов. Но ситуация может отличаться в высокотемпературной среде.

3. Другие альтернативные биохимические системы


Альтернативные биохимические системы.

Существует много других предположений относительно того, как может развиваться жизнь, основанная на другом элементе, в не на углероде. Равно как углерод и кремний, бор имеет тенденцию образовывать прочные ковалентные молекулярные соединения, образуя различные структурные разновидности гидрида, в которых атомы бора связаны водородными мостиками. Подобно углероду, бор может образовывать связи с атомом азота, приводя к созданию соединений, которые имеют химические и физические свойства, аналогичные алканам, простейшим органическим соединениям.
Вся жизнь на Земле состоит из углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы, но в 2010 году ученые НАСА нашли бактерию GFAJ-1, которая может включать мышьяк вместо фосфора в свою клеточную структуру. GFAJ-1процветает в богатых мышьяком водах озера Моно в Калифорнии. Мышьяк считался ядовитым для каждого живого существа на планете, но оказалось, что возможна жизнь на его основе.
Также в качестве возможной альтернативы воды для создания жизненных форм был назван аммиак. Биохимики создали азотно-водородные соединения с использованием аммиака в качестве растворителя, который может быть использован для создания белков, нуклеиновых кислот и полипептидов. Любое жизнь на основе аммиака должна будет существовать при более низких температурах, при которых аммиак принимает жидкое состояние.
Сера, как полагают, послужила основой для начала обмена веществ на Земле, и даже сегодня существуют организмы, которые в своем метаболизме используют серу вместо кислорода. Возможно, в другом мире эволюция будет развиваться на основе серы. Некоторые считают, что азот и фосфор могут также занять место углерода при очень специфических условиях.

4. Меметическая жизнь


Меметическая жизнь.

Ричард Докинз считает, что «развитие жизни заключается в выживании и размножении». Жизнь должна быть способна к воспроизведению и должна развиваться в среде, где возможны естественный отбор и эволюция. В своей книге «Эгоистичный ген» Докинз отметил, что понятия и идеи развиваются в головном мозге и распространяются между людьми посредством общения. Во многих отношениях это напоминает поведение и адаптацию генов. Докинз ввел понятие мема, которое описывает единицу передачи человеческой культурной эволюции, аналогичной гену в генетике. Когда человечество стало способно к абстрактному мышлению, эти мемы стали развиваться дальше, регулируя племенные отношения и формируя основу первой культуры и религии.

5. Синтетическая жизнь на основе КНК


Синтетическая жизнь на основе КНК.

Жизнь на Земле основана на двух несущих информацию молекулах — ДНК и РНК, и ученые давно интересуются возможно ли создать другие подобные молекулы. Поскольку любой полимер может хранить информацию, в РНК и ДНК закодированы наследственность и передача генетической информации, а сами молекулы способны адаптироваться с течением времени путем эволюционных процессов. ДНК и РНК являются цепочками молекул, называемых нуклеотидами, которые состоят из трех химических компонентов — фосфата, пятиуглеродного сахара и одного из пяти стандартных оснований (аденина, гуанина, цитозина, тимина или урацила).
В 2012 году группа ученых из Англии, Бельгии и Дании впервые в мире разработала ксено-нуклеиновую кислоту (XNA или КНК) — синтетические нуклеотиды, которые функционально и структурно похожи на ДНК и РНК. Такие молекулы разрабатывались и раньше, но в первый раз было показано, что они способны к воспроизведению и эволюции.

6. Хромодинамика, слабые ядерные силы и гравитационная жизнь


Хромодинамика, слабые ядерные силы и гравитационная жизнь.

В 1979 году ученый и нанотехнолог Роберт А. Фрейтас младший заявил о возможности небиологической жизни. Он утверждал, что возможен метаболизм живых систем, основанный на четырех фундаментальных силах — электромагнетизме, сильном ядерном взаимодействии (или КХД), слабых ядерных силах и силе тяжести.
Хромодинамическая жизнь может быть возможна на основе сильного ядерного взаимодействия, которое является сильнейшей из основных сил, но только на очень коротких расстояниях. Он предполагает, что такая среда может существовать на нейтронной звезде, сверхплотном объекте, который имеет массу звезды, но его размер составляет всего 10-20 километров.
Фрейтас считает жизненные формы на основе слабых ядерных сил менее вероятными, поскольку слабые силы действуют только лишь в суб-ядерном диапазоне, и они не особенно сильные.
Также могут существовать гравитационные существа, поскольку гравитация является наиболее распространенной и эффективной фундаментальной силой во вселенной. Такие существа могли бы получать энергию от самой силы тяжести во Вселенной.

7. Пылевая плазменная форма жизни


Пылевая плазменная форма жизни.

Как известно, органическая жизнь на Земле основана на молекулах соединения углерода. Но в 2007 году, международная команда ученых во главе с В.Н.Цытовичем из Института общей физики Российской академии наук документально подтвердила, что при определенных условиях частицы неорганической пыли могут организовываться в спиральные структуры, которые затем могут взаимодействовать друг с другом практически идентично процессам органической химии. Подобный процесс происходит в состоянии плазмы, четвертом состоянии вещества (помимо твердого, жидкого и газообразного), в котором электроны отрываются от атомов.
Команда Цытовича обнаружили, что когда электроны отделяются, а плазма становится поляризованной, частицы в плазме без внешнего воздействия самоорганизоваются в форму спиральных структур, которые притягиваются друг к другу. Эти спиральные структуры также могут разделяться, формируя в дальнейшем копии исходной структуры, подобно ДНК.

8. iCHELL


iCHELL.

У профессора Ли Кронина, завкафедрой химии в колледже науки и техники Университета Глазго, есть мечта — он хочет создать живые клетки из металла. Для этого профессор экспериментирует с полиоксометаллатами, атомами металла, связывая их с кислородом и фосфором, чтобы создать пузырькообразные ячейки, которые он называет неорганическими химическими клетками или iCHELL. Изменяясостав оксида металла, пузырькам могут быть приданы характеристики мембран биологических клеток.

9. Гипотеза Гайя


Гипотеза Гайя.

В 1975 году Джеймс Лавлок и Сидни Эптон написали статью для New Scientist «В поисках Гайя». Несмотря на то, что традиционно принято считать, что жизнь возникла на Земле, Лавлок и Эптон утверждают, что жизнь сама по себе принимает активную роль в определении и поддержании условий для своего выживания. Они предположили, что все живое на Земле, вплоть до воздуха, океанов и суши, является частью единой системы, которая представляет из себя живой супер-организм, способный изменить температуру поверхности и состав атмосферы, чтобы обеспечить свое выживание.
Эту систему Гайя, в честь греческой богини Земли. Она существует, чтобы поддерживать гомеостаз, с помощью которого биосфера может существовать в системе Земли. Биосфера Земли якобы имеет ряд природных циклов, и с одним из них что-то идет не так, то остальные компенсируют его в целях поддержания условий для существования жизни. С помощью этой гипотезы легко объяснить, почему атмосфера не состоит в основном из диоксида углерода или почему моря не слишком соленые.

10. Зонды фон Неймана


Зонды фон Неймана.

Возможность искусственной жизни на основе машин обсуждается уже давно. Сегодня же рассмотрим концепцию зондов фон Неймана. Венгерский математик и футурист середины 20-го века Джон фон Нейман считал, что для того, чтобы повторить функции человеческого мозга, машине необходимы самоосознание и механизм самовосстановления. Он выдвинул идею создания самовоспроизводящихся машин, которые должны иметь какой-то универсальный конструктор, позволяющий им не только строить собственные реплики, но и потенциально улучшать или изменять версии, что сделает возможным долговременную эволюцию.
Зонды-роботы фон Неймана будут идеально подходить для того, чтобы достичь далеких звездных систем и создать заводы, на которых они будут размножаться тысячами. Причем луны, а не планеты больше подходят для зондов фон Неймана, поскольку они могут легко приземляться и взлетать с этих спутников, а также потому, что на спутниках нет эрозии. Эти зонды будут размножаться за счет природных залежей железа, никеля и т.д., добывая сырье для создания заводов роботов. Они создадут тысячи копий самих себя, а затем полетят искать другие звездные системы.
Вселенная хранит ещё огромное количество загадок и тайн. Напирмер, таких, как 15 невероятных фактов о космосе, которые сбивают с толку современных учёных.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Глава 35. Поиск жизни и разума во Вселенной.

Мы подходим к последнему, самому философски сложному и противоречивому вопросу нашего курса. Это вопрос очень деликатный, не допускающий категорических суждений, что иногда присутствует во многих обсуждениях в интернете. Многое из того, что еще совсем недавно по историческим меркам казалось фантастикой, стало реальностью – оказалось, что планеты и планетные системы у других звезд есть, и мы можем их обнаружить. Но наличие планеты не означает присутствия на ней жизни.

Для разрешения вопроса о многочисленности или малочисленности обитаемых миров нужно либо изобрести специальные наблюдательные средства, либо суметь ответить на следующие вопросы:

1)Насколько часто во Вселенной встречаются условия, допускающие возникновение и развитие форм жизни, наблюдаемых на Земле?

2)Влечет ли за собой появление таких условий обязательное возникновение и развитие жизни? Сколько для этого требуется времени?

3)Могут ли существовать формы жизни, отличные от наблюдаемых на Земле, требующие иных условий, и насколько часто во Вселенной встречаются эти условия? Сколько требуется времени для возникновения и развития таких форм жизни?

Для того, чтобы судить о существовании миров, населенных разумными существами, необходимо дополнить эти вопросы еще одним:

4)Всегда ли эволюция жизни приводит к появлению разумных существ, и как велик период требуемого для этого времени?

В настоящее время постулируются следующие условия, могущие дать толчок к возникновению жизни:

1)жизнь может возникать только на планетах;

2)планета должна находиться в жизнепригодной зоне своей звезды;

3)планета должна обращаться вокруг звезды по орбите, близкой к круговой;

4)размеры планеты должны находиться в определенном диапазоне диаметра, массы и плотности;

5)химический состав планеты не должен содержать ядовитых для живого веществ, но должен, напротив, содержать некоторые необходимые для образования и поддержания жизни вещества и элементы (углерод, азот, кислород, сера, фосфор, некоторые металлы).

Рассмотрим данные условия более подробно.

Если предполагать, что наиболее устойчивой формой жизни является белковая, то нужно понимать, что температурный диапазон функционирования белков такой, что на звездах, даже самых холодных, слишком высока температура для устойчивости белковых молекул. Поэтому жизнь может возникать только на планетах. Планета должна находиться на таком расстоянии от звезды, чтобы температура на ее поверхности поддерживала жидкое агрегатное состояние воды. Орбита планеты должна быть близкой к круговой, чтобы на поверхности не было резких перепадов температур в течение одного оборота планеты вокруг звезды. Планета должна иметь такие размеры, чтобы, с одной стороны, удерживать в течение достаточно длительного времени атмосферу, а с другой стороны, сила тяготения не была слишком высокой. Последнее, пятое условие, понятно и без дополнительных разъяснений.


В программе развития астробиологии НАСАкритерии пригодности планет для развития жизни определены как: «Большие участки жидкой водной среды; условия, способствующие синтезу сложных органических веществ; а также наличие источника энергии для поддержания метаболизма».

Известный американский астроном Шепли в 70-х годах постулировал также и то, что сама звезда, вокруг которой обращается планета, должна также удовлетворять определенным условиям. Прежде всего, это должна быть одиночная (не двойная и не тройная) звезда, так как планетные системы в кратных звездных системах неустойчивы динамически. Далее, Шепли считал, что планетные системы формируются только у солнцеподобных звезд. Оценив приблизительно все условия, сам Шепли приходил к выводу, что примерно у одной из миллиона звезд есть планета с условиями, благоприятными для возникновения жизни, следовательно, в Галактике должно быть около 100 000 обитаемых планет.

При поисках экзопланет, о которых было рассказано в предыдущей главе, астрономы уделяют особое внимание выяснению того, находится ли найденная планета в жизнепригодной зоне своей звезды, или нет. Далее, обращается особое внимание на экзопланеты классов экзоземля и суперземля.

Рис.35/1. Землеподобная планета.

И, наконец, астрономы оценивают степень вытянутости орбиты найденной планеты. Пока это все, что может сделать земная наука в поисках доказательств существования иных обитаемых миров.


Но влечет ли создание благоприятных условий как обязательное следствие возникновение и развитие жизни? Пока мы знаем только лишь, что на Земле это произошло. Поскольку законы природы, как мы думаем, универсальны, то можно утверждать, что всюду, где сложились подобные условия, жизнь должна возникнуть. Но этот ответ не является полным, так как не учитывает времени, которое потребовалось для ее возникновения. Как скоро появляется жизнь после того, как сложились все благоприятные для этого условия?

Возникновение жизни означает появление хотя бы одного организма, представляющего собой сложную комбинацию химических молекул большого размера. В неживой природе такая сложная комбинация может возникнуть в первый раз только случайно. Момент возникновения такой сложной комбинации больших молекул химических веществ и будет моментом возникновения жизни. При этом чем сложнее та комбинация молекул, которая может дать начало жизни, тем меньше вероятность ее спонтанного образования, и значит, тем больше время, необходимое для ее появления. Необходимо, таким образом, иметь в виду не только собственно вероятность возникновения такой сложной комбинации молекул, но и вероятность ее возникновения в космогонически приемлемые сроки.

Какими же свойствами должна обладать эта комбинация молекул, чтобы дать начало жизни? Что такое жизнь? Каковы важнейшие признаки живого? Какими необходимыми свойствами должен обладать живой организм?

Во-первых, организм должен быть устойчив достаточно длительное время. Он не должен распадаться ни самопроизвольно, ни под действием внешних воздействий. Значит, организм должен как-то приспосабливаться к изменению внешних условий, реагировать на внешние раздражители, надлежащим образом перерабатывать информацию об изменении условий среды, в которой находится.

Во-вторых, живой организм должен обмениваться с внешней средой веществом и энергией, и выделять ненужные ему вещества из себя во внешнюю среду.

В-третьих, живой организм должен обладать возможностью отделения от него частей, каждая из которых обладает всем набором свойств, присущих целому, начальному организму.

Конечно, это и есть главные признаки живого – размножение, питание и реакция на внешние раздражители.

Как видно, первая комбинация молекул, которая может дать начало жизни, очень сложна. Поэтому вероятность возникновения такой комбинации чрезвычайно мала. Но насколько она мала? Возникала ли жизнь в разных местах планеты независимо друг от друга? А может, жизнь возникла лишь раз, и потом лишь распространялась по остальной поверхности Земли? Убедительных ответов на эти вопросы пока наука дать не может.

Рис.35/2. Художественное изображение молекулы ДНК.

Точно таким же образом следует отвечать на вопрос о возможности появления во Вселеннойразумной жизни. Если где-то во Вселенной возникла жизнь, как много в среднем, в зависимости от условий, требуется времени, чтобы появились разумные существа и было создано цивилизованное общество?

Наша планета сформировалась 4,5 – 5 млрд. лет назад. Первые признаки существования живых организмов относятся к периоду верхнего архея, приблизительно 1,2 – 1,3 млрд. лет назад. Значит, для возникновения жизни потребовалось около 3 – 4 миллиарда лет. А разумное существо появилось, по датировке Луиса Лики, 1,8 – 2,2 миллиона лет назад. Следовательно, потребовалось еще почти миллиард лет, чтобы был пройден путь от первого живого организма до разумного существа. Этот период достаточно значителен даже по космогоническим меркам.

Рис.35/3. Хронология эволюции на Земле.

Если проследить за эволюцией жизни на Земле, то можно увидеть большое количество эволюционных линий, разветвлявшихся и обрывавшихся, приводивших к расцвету и вымиранию какого-либо класса, семейства, отряда или вида организмов. Но только одна из линий развития привела к появлению разумного существа – человека. Невольно напрашивается мысль: не привело ли к этому какое-то локальное, случайное, благоприятное стечение обстоятельств?

Рис.35/4. Эволюция человека.

Поиски разумных существ во Вселенной подразумевают возможность какого-то обмена с ними каким-то видом сигналов. Но ведь понятие «разумные существа» еще не означают такие существа, которые осознали потребность посылать мощные сигналы другим мирам, или принимать подобные сигналы от других миров и отвечать на них. Такую возможность может дать только техническая цивилизация. Первые цивилизации, как считается, возникли на Земле около 5000 тысяч лет назад. А нынешняя, техническая цивилизация, стала таковой лишь в XVIII веке, когда люди научились превращать один вид энергии в другой. Мы видим, что само существование технической цивилизации на Земле представляет лишь миг по космогоническим меркам времени.

Следует ли из всего вышесказанного, что поиски внеземных цивилизаций и разумной жизни на планетах других звезд нужно прекратить? Отнюдь. Такие поиски стимулируют развитие научной и технической мысли, дают сильнейший толчок к развитию технологии.

В 1960 году Дрейком была разработана формула, с помощью которой можно определить число цивилизаций в Галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт. По современной оценке всех вероятностных членов этой формулы, получены следующие результаты:

— среднее количество звезд, образующихся в Галактике – 7 в год

— доля звезд, обладающихпланетными системами–0,5

-среднее число пригодных планет или спутников в одной системе – 0,005

-вероятность возникновения жизни в подходящих условиях – 0,13

— вероятность развития до появления разума – 0,01

— доля цивилизаций, имеющих возможность и желание установить контакт – 0,01

— ожидаемая продолжительность жизни цивилизации, в течение которой она производит попытки установить контакт. Наиболее спорная величина. Дрейк оценил эту величину как 10 000 лет. Были попытки оценить ее в 420 лет, в 304 года, даже в 70 лет (время существования радиоастрономии), но наиболее популярной остается оценка в 10 000 лет.

По формуле Дрейка все полученные выше величины нужно перемножить. В итоге получаем число цивилизаций в Галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт:

N = 7 × 0,5 × 0,005 × 0,13 × 0,01 × 0,01 × 10 000 = 0,002275 (нет контактеров)

Рис.35/5. Формула Дрейка.

Проект SETI— общее название проектов и мероприятий по поиску внеземных цивилизаций и возможному вступлению с ними в контакт. Некоторые астрономы давно считают, что планет во Вселенной так много, что даже если малая их часть пригодна для жизни, то тысячи или даже миллионы планет должны быть обитаемыми. Однако со временем реалистические оценки числа цивилизаций значительно упали и выросло число скептиков (Парадокс Ферми).

Парадокс можно сформулировать так: «С одной стороны, выдвигаются многочисленные аргументы за то, что во Вселенной должно существовать значительное количество технологически развитых цивилизаций. С другой стороны, отсутствуют какие-либо наблюдения, которые бы это подтверждали. Ситуация является парадоксальной и приводит к выводу, что или наше понимание природы, или наши наблюдения неполны и ошибочны». Как сказал Энрико Ферми, «Ну, и где они в таком случае?»

Различными авторами предложено большое число теоретических разрешений или объяснений парадокса Ферми. Спектр этих гипотез весьма широк: от утверждения единственности Земли как обитаемой планеты или невозможности отличить искусственные сигналы от естественных до «гипотезы зоопарка» (1973).

Согласно этой гипотезе, наличие жизни на Земле давно известно разумным представителям внеземных цивилизаций. Однако представители внеземной жизни предпочитают не вмешиваться в жизнь на Земле и ограничиваются наблюдением за ее развитием, сродни наблюдениям людей за животными в зоопарке. Предполагается также, что открытые контакты в итоге будут сделаны в тот момент, когда люди достигнут определенного уровня развития. Согласно одному из ответвлений этой гипотезы, уровень знаний человечества находится на столь низком этапе развития, что дать человечеству понять, что контакт налажен, внеземным цивилизациям не представляется возможным.

Теория Великого Фильтра утверждает, что любая цивилизации в процессе своего развития натыкается на некий барьер, препятствующий её переходу на III (сверхвысокий) уровень. Во время длительного эволюционного процесса разумная жизнь приходит к некоему этапу, преодолеть который крайне маловероятно или вообще невозможно. Этот этап и есть пресловутый Великий Фильтр.

Если мы ни особенные, ни первые, то предполагается, что Великий Фильтр ожидает нас в будущем. Жизнь возникает и развивается регулярно, но неизбежно происходит некое событие, мешающее жизни зайти достаточно далеко в своем развитии и достичь сверхинтеллекта. Это происходит практически во всех случаях, и мы вряд ли станем исключением.

Более оптимистическая версия заключается в том, что наша цивилизация особенная, либо первая по времени, которая смогла преодолеть Великий Фильтр. Соответственно, мы не можем найти другую такую же цивилизацию, поскольку ни одна из них не смогла преодолеть Великий Фильтр.

На роль Великого Фильтра претендуют сильныегамма-всплески — регулярно встречающееся в обозримой Вселеннойкатастрофическое событие. И это вопрос времени, когда все живое на Земле будет внезапно уничтожено. Другим кандидатом, является гипотетическое неизбежное самоуничтожение, которое происходит с любой цивилизацией, как только она достигает определенного уровня развития своих технологий.

Выдвигается множество объяснений, почему до сих пор не обнаружены никакие сигналы от других цивилизаций, несмотря на постоянные радиоастрономические наблюдения с помощью супер-современной технологии.

Одно из объяснений таково. В космосе много сигналов от других цивилизаций, но наши технологии слишком примитивны, чтобы распознать и верно интерпретировать их. Вы же не ходите в современном офисном здании с включенной рацией, и на основании того, что не пеленгуете активности (ничего вы, конечно, не услышите, потому что все друг с другом общаются обычным способом, не используя передатчиков) — не приходите же к выводу, что в здании никого нет? Да и, как заметил Карл Саган, наше сознание может работать намного быстрее или медленнее, чем другая форма интеллекта. Может, у них 12 лет проходит, пока мы произнесем слово «Привет». В этом случае, когда мы слышим их послания, для нас это просто звучит как белый шум. Речь не о том, что мы не сможем получить сигналы от планеты «Икс» с помощью наших технологий. Имеется в виду, что мы не сможем даже понять, что существа с планеты «Икс» хотят нам сказать. При этом даже еслибы инопланетяне захотели, они всё равно не смогли бы просветить нас, это было бы все равно, что пытаться научить муравьев пользоваться Интернетом.

Рассмотрим гипотетическую землеподобную планету, родившуюся в два раза раньше, чем Земля.

Рис.35/6. Начало пути.

Рис.35/7. Развитие.

Это графическое изображение наглядно демонстрирует несовпадение уровней развития предполагаемой землеподобной планеты и Земли.

Существует три подхода к поискам внеземного разума:

1)Искать сигналы внеземных цивилизаций, рассчитывая на то, что собратья по разуму также будут искать контакт (активный SETI). Основных проблем данного подхода три: что искать, как искать и где искать.

2)Посылать так называемый «сигнал готовности», рассчитывая на то, что кто-то будет искать этот сигнал (активный SETI). Основные проблемы данного подхода фактически аналогичны проблеме подхода первого, за исключением меньших технических проблем.

3)Искать сигналы внеземных цивилизаций, независимо от их желания вступать в контакт (пассивный SETI), например, изменения естественных условий вследствие технологического развития. Основная проблема здесь — отличить сигнал цивилизации от естественного излучения самой планеты.

Рис.35/8.

Это сообщение было послано с Земли в шаровое звездное скопление M13 в 1974 году. Даже если это послание будет получено, M13 находится так далеко от нас, что ответ вернется только через 50 тысяч лет. Сообщение содержит некоторые сведения о человечестве и достигнутых им знаниях: слева направо идут цифры от 1 до 10, данные об атомах, включая водород и углерод, а также о некоторых интересных молекулах, в частности о ДНК, описание человека, основные сведения о Солнечной системе и о телескопе Аресибо, с которого была послана эта информация.

Один из подходов выражен в финансируемой НАСА программе прослушивания электромагнитных сигналов искусственного происхождения — в предположении, что любая технически развитая цивилизация должна прийти к созданию систем радио-телевизионных или радиолокационных сигналов — таких же, как на Земле. Самые ранние на Земле электромагнитные сигналы могли к настоящему времени распространиться по всем направлениям на расстояние почти 100 световых лет. Попытки выделить чужие сигналы, направленные к Земле, до сего времени остаются безуспешными, но число «проверенных» таким способом звезд меньше 0,1 % числа звезд, еще ожидающих исследования, если существует статистически значимая вероятность обнаружения внеземных цивилизаций.

Рис.35/9. Радиотелескопы.

Одно из последних интересных событий в области поиска пригодных для жизни планет произошло в апреле 2017 года.Астрономы из Великобритании, Швеции, Германии и Италии впервые обнаружили следы атмосферы у экзопланеты земного типа. Хотя установить ее состав точно не удается, по словам авторов, ее спектральные характеристики хорошо описываются смесью воды и метана.

Заключение.

Вот и закончено увлекательное путешествие по обозреваемой человечеством Вселенной.

С самого начала своего развития человечество открывает все новые и новые горизонты познания окружающего мира. От огромной, как кажется маленькому ребенку, Земли, мы двигались все дальше, и постигали все большие объемы пространства. Гигантская по обычным меркам Солнечная система оказалась мельчайшей песчинкой в Галактике Млечного Пути. Прошло еще несколько лет, и сама наша Галактика оказалась затерянной в бесчисленном множестве таких же, и еще больших звездных миров, населяющих видимую Вселенную. Взгляд человека достигает отдаленнейших уголков пространства, наблюдает космос таким, каким он был миллионы и миллиарды лет назад.

Астрономия в своем развитии использует знания и достижения многих наук – совместно с физиками, химиками, биологами, геологами астрономы изучают Космос во всех его проявлениях. Техника и технология помогают человечеству решать задачи, от грандиозности которых захватывает дух.

Мир един, и постичь его законы – величайшая цель для человечества. Пусть знания, которые вы получили, путешествуя вместе с этой книжкой по Космосу, помогут вам осознать единство мира, и найти свое место в нем!

Жизнь во Вселенной

Жизнь во Вселенной — под этим термином следует понимать комплекс проблем и задач, направленных на поиск жизни. В самом общем случае жизнь трактуется максимально широко — как активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования. Таким образом, в общей постановке задачи нет требования, чтобы жизнь была похожа на земную, и есть целый ряд теорий, доказывающий, что жизнь может принимать и другие формы. Однако, основной подход, использующейся в астробиологии при построении стратегий поиска, состоит из двух этапов:

  1. Изучение возникновения жизни на Земле. Выработка основных положений. В роли скелета выступают:
    • Данные о геологической жизни планеты, в частности вулканизме, тектонике и магнитном поле.
    • Данные об истории климата и наше понимание механизмов, регулирующих его.
    • Основные представления об устройстве жизни, в частности о ДНК, клетках и границ выживания живых организмов
    • Данные о происхождении живых организмов и их эволюции.
  2. Согласование основных положений с астрономическими наблюдениями и теориями и целенаправленный поиск. Включает в себя:
    • Поиск жизнепригодных экзопланет
    • Построение теорий формирований, включающие в рассмотрение сложные молекулярные образования, из которых впоследствии могла зародиться жизнь.
    • Изучение Солнечной Системы и соотнесение полученных данных с данными об экстрасолнечных системах

Также в отдельную область исследований может выделить поиск внеземных цивилизаций. Основных вопросов в данной области три:

  • Что искать?
  • Как искать?
  • Где искать?

И здесь в построении стратегии исследований крайне важная, если не ключевая, роль принадлежит уравнению Дрейка, в дополнении с типами цивилизаций по Кардашеву.

Изучение жизни на Земле

Общие свойства живых организмов

На текущий момент нет единого мнения касательно понятия жизни, существуют большое количество определений понятия в зависимости от подхода, однако учёные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется: организацией, метаболизмом, ростом, адаптацией, реакцией на раздражители и воспроизводством.

Основной структурной и функциональной единицей почти всех организмов является клетка. Неклеточными организмами являются вирусы, являющиеся промежуточным звеном между живой и неживой природой. По сравнению с клеткой, они имеют очень простое строение — состоят лишь из нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и белковой оболочки. Кроме того, вирусы могут осуществлять свои жизненные процессы только внутри клетки, вне её они являются объектом неживой природы.

Клетки имеют сходный химический состав, его главная особенность — высокое содержание воды и наличие органических веществ. Из неорганических веществ клетка содержит, помимо воды, углекислый газ, минеральные соли, основания и кислоты. Среди органических веществ, образующих клетку, различают белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты.

Возникновение жизни

Основная статья: Возникновение жизни Основная статья: Химическая эволюция

В разное время выдвигались разные гипотезы возникновения жизни, на данный момент общепризнанной является гипотеза биохимической эволюции. Согласно ей, в процессе биохимической эволюции все органические вещества возникли из неорганических под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу развертывания процессов самоорганизации, свойственных всем относительно сложным системам, которыми бесспорно являются все углеродсодержащие молекулы.

Считается, что первыми возникли простые органические вещества (спирты, кислоты, гетероциклические соединения: пурины, пиримидины и пиррол), затем происходил синтез более сложных веществ — моносахаридов, нуклеотидов, аминокислот, жирных кислот, которые, в свою очередь, стали частью более сложных биополимеров: полисахаридов, нуклеиновых кислот, белков.

К XXI веку теория Опарина—Холдейна, предполагающая, что возникновению первых организмов предшествовало изначальное возникновение белков, практически уступила место более современной. Толчком к её разработке послужило открытие рибозимов — молекул РНК, обладающих ферментативной активностью и поэтому способных соединять в себе функции, которые в настоящих клетках в основном выполняют по отдельности белки и ДНК, то есть катализирование биохимических реакций и хранение наследственной информации. Таким образом, предполагается, что первые живые существа были РНК-организмами без белков и ДНК, а прообразом их мог стать автокаталитический цикл, образованный теми самыми рибозимами, способными катализировать синтез своих собственных копий.

Всё, что известно о химизме вещества, позволяет ограничить проблему химической эволюции рамками так называемого «водно-углеродного шовинизма», постулирующего, что жизнь в нашей Вселенной представлена в единственно возможном варианте: в качестве «способа существования белковых тел», осуществимого благодаря уникальному сочетанию полимеризационных свойств углерода и деполяризующих свойств жидко-фазной водной среды, как совместно необходимых и/или достаточных(?) условий для возникновения и развития всех известных нам форм жизни. При этом подразумевается, что, по крайней мере, в пределах одной сформировавшейся биосферы может существовать только один, общий для всех живых существ данной биоты код наследственности, но пока остаётся открытым вопрос, существуют ли иные биосферы вне Земли и возможны ли иные варианты генетического аппарата.

Также неизвестно, когда и где началась химическая эволюция. Возможны любые сроки по окончании второго цикла звёздообразования, наступившего после конденсации продуктов взрывов первичных сверхновых звезд, поставляющих в межзвездное пространство тяжелые элементы (с атомной массой более 26). Второе поколение звёзд, уже с планетными системами, обогащенными тяжёлыми элементами, которые необходимы для реализации химической эволюции появилось через 0,5—1,2 млрд лет после Большого взрыва. При выполнении некоторых вполне вероятных условий, для запуска химической эволюции может быть пригодна практически любая среда: глубины океанов, недра планет, их поверхности, протопланетные образования и даже облака межзвёздного газа, что подтверждается повсеместным обнаружением в космосе методами астрофизики многих видов органических веществ — альдегидов, спиртов, сахаров и даже аминокислоты глицина, которые вместе могут служить исходным материалом для химической эволюции, имеющей своим конечным результатом возникновение жизни.

В дело вступает астрономия

Этот раздел статьи ещё не написан. Согласно замыслу одного или нескольких участников Википедии, на этом месте должен располагаться специальный раздел.
Вы можете помочь проекту, написав этот раздел. Эта отметка установлена 31 августа 2016 года.

Химия жизни в процессе формирования планет

См. также: Формирование звезды См. также: Образование планет и планетарных систем

Пригодные для жизни планеты и их поиск

Основная статья: Жизнепригодность планеты

Поскольку существование живых организмов на других планетах, кроме Земли, не доказано, любую планету нельзя уверенно признать пригодной, речь идёт об экстраполяции информации о физико-химических условиях на Земле, а также в Солнечной системе. Эти характеристики (тип звезды, расстояние между Землёй и Солнцем, масса и орбита Земли) способствуют развитию не только одноклеточных организмов, способных существовать в широком диапазоне температур, но и многоклеточных организмов. Исследования в этой области, как теоретические, так и экспериментальные, являются предметом относительно молодой научной дисциплины астробиологии, входящей в состав планетологии.

Абсолютно необходимым условием существования живых организмов является источник энергии, но потенциальная пригодность планет для развития жизни зависит и от сочетания геофизических, геохимических и астрофизических факторов. В программе развития астробиологии НАСА критерии пригодности планет для развития жизни определены как: «Большие участки жидкой водной среды; условия, способствующие синтезу сложных органических веществ; а также наличие источника энергии для поддержания метаболизма».

При определении потенциальной жизнепригодности планеты, исследования сосредоточены на основном составе, характеристиках орбиты, атмосферы и возможных химических реакциях. Важнейшими звёздными характеристиками являются: масса и светимость, стабильность и высокая металличность. Скалистые землеподобные планеты и их спутники, потенциально имеющие жизнь, основанную на углероде (однако теоретически она может иметь совсем иной вид и основываться на другом химическом элементе!), являются важнейшим направлением исследований астробиологии, хотя другие теории порой рассматривают альтернативную биохимию и другие типы космических тел.

В конце XX века произошло два прорыва в этой области. Наблюдение и изучение автоматическими межпланетными станциями других планет и спутников солнечной системы, предоставило критически важную информацию для определения критериев жизнепригодности и позволяет провести важные геофизические сравнения между Землёй и другими объектами. Количество внесолнечных планет, впервые, обнаруженных в 1991 году, постоянно растёт, что позволяет получить дополнительную информацию по изучению возможности внеземной жизни. Самое главное, это подтвердило, что Солнце не уникально среди звёзд по наличию планетной системы и расширило горизонт поисков за пределы солнечной системы.

Уравнение Дрейка и зона обитания

Основная статья: Уравнение Дрейка

В 1960 году профессором астрономии и астрофизики калифорнийского университета Santa Cruz Фрэнком Дональдом Дрейком была разработана формула, с помощью которой можно определить число цивилизаций в галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт.

Выглядит формула следующим образом:

N = R ⋅ f p ⋅ n e ⋅ f l ⋅ f i ⋅ f c ⋅ L {\displaystyle N=R\cdot f_{p}\cdot n_{e}\cdot f_{l}\cdot f_{i}\cdot f_{c}\cdot L} ,

где:

  • N {\displaystyle N} — количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;
  • R {\displaystyle R} — количество звёзд, образующихся в год в нашей галактике;
  • f p {\displaystyle f_{p}} — доля звёзд, обладающих планетами;
  • n e {\displaystyle n_{e}} — среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
  • f l {\displaystyle f_{l}} — вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
  • f i {\displaystyle f_{i}} — вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
  • f c {\displaystyle f_{c}} — отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь;
  • L {\displaystyle L} — время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна вступить в контакт и хочет вступить в контакт).

Существуют различные оценки параметров уравнения —- от крайне пессимистичных до самых оптимистичных. Приведём наиболее достоверные на сегодняшний день параметры.

R = скорость возникновения звёзд

Оценена Дрейком как 10/год. Последние результаты NASA и Европейского космического агентства дают величину 7 в год.

fp = доля звёзд с планетарными системами

Оценена Дрейком как 0,5. Согласно последним исследованиям, как минимум 30 % звёзд солнечного типа имеют планеты, а, учитывая то, что обнаруживаются только крупные планеты, эту оценку можно считать заниженной. Инфракрасные исследования пылевых дисков вокруг молодых звёзд предполагают, что 20-60 % звёзд солнечного типа могут сформировать планеты, подобные Земле.

ne = Среднее число пригодных планет или спутников в одной системе

Оценка Дрейка — 2. Марси отмечает, что большинство обнаруженных планет имеют сильно эксцентричные орбиты, либо проходят слишком близко к звезде. Известны, однако, системы, имеющие звезду солнечного типа и планеты с благоприятными орбитами (HD 70642, HD 154345, или Глизе 849). Вероятно наличие у них планет земного типа в пригодной для жизни области, не обнаруженных вследствие малого размера. Также утверждается, что для возникновения жизни не требуется солнцеподобная звезда или планета, похожая на Землю — Глизе 581 d также может быть обитаема. Хотя известно более 350 планетных систем, это даёт лишь n e > 0 , 005 {\displaystyle n_{e}>0,005} . Даже для планеты в обитаемой зоне возникновение жизни может быть невозможно из-за отсутствия некоторых химических элементов. Кроме того, существует гипотеза уникальной Земли, утверждающая, что сочетание всех необходимых факторов крайне маловероятно, и, возможно, Земля — уникальна в этом плане. Тогда ne считается крайне малой величиной.

fl = Вероятность возникновения жизни в подходящих условиях

Оценена Дрейком как 1. В 2002 г. Чарльз Лайнвивер и Тамара Дэвис оценили fl как > 0.13 для планет с более чем миллиардом лет истории на основе Земной статистики. Лайнвивер также определил, что около 10 % звёзд в галактике пригодны для жизни с точки зрения наличия тяжёлых элементов, удаления от сверхновых и достаточно стабильных по строению.

fi = Вероятность развития до появления разума

Оценена Дрейком как 0,01.

fc = Доля цивилизаций, имеющих возможность и желание установить контакт.

Оценена Дрейком как 0,01.

L = Ожидаемая продолжительность жизни цивилизации, в течение которой она производит попытки установить контакт.

Оценка Дрейка — 10 000 лет. В статье в Scientific American, Майкл Шеммер оценил L в 420 лет, основываясь на примере шестидесяти исторических цивилизаций. Используя статистику по «современным» цивилизациям, он получил 304 года. Тем не менее, падение цивилизаций, как правило, не сопровождалось полной потерей технологий, что не позволят рассматривать их как отдельные в смысле уравнения Дрейка. При этом, отсутствие способов межзвёздной связи позволяет также объявить этот период нулевым. Величина L может быть отсчитана от даты создания радиоастрономии в 1938 до сегодняшнего дня. В 2008, таким образом, L не меньше 70 лет. Такая оценка, однако, бессмысленна — 70 лет — это минимум, при отсутствии каких-либо догадок о максимуме. 10 000 лет по-прежнему остаются наиболее популярной величиной.

Итого:

R = 7/год, fp = 0,5, ne = 0,005, fl = 0,13, fi = 0,01, fc = 0,01, и L = 10 000 лет

Получаем:

N = 7 × 0,5 × 0,005 × 0,13 × 0,01 × 0,01 × 10 000 = 0,002275 (нет контактёров)

SETI. Поиск разумной жизни

Основная статья: SETI

Существует три подхода к поискам внеземного разума:

  • Искать сигналы внеземных цивилизаций, рассчитывая на то, что собратья по разуму также будут искать контакт (активный SETI). Основных проблем данного подхода три: что искать, как искать и где искать.
  • Посылать так называемый «сигнал готовности», рассчитывая на то, что кто-то будет искать этот сигнал (активный SETI). Основные проблемы данного подхода фактически аналогичны проблеме подхода первого, за исключением меньших технических проблем.
  • Искать сигналы внеземных цивилизаций, не зависимо от их желания вступать в контакт (пассивный SETI), например, изменения естественных условий вследствие технологического развития. Основная проблема здесь — отличить сигнал цивилизации от естественного излучения самой планеты.

Один подход выражен в финансируемой НАСА программе прослушивания электромагнитных сигналов искусственного происхождения — в предположении, что любая технически развитая цивилизация должна прийти к созданию систем радио-телевизионных или радиолокационных сигналов — таких же, как на Земле. Самые ранние на Земле электромагнитные сигналы могли к настоящему времени распространиться по всем направлениям на расстояние почти 100 световых лет. Попытки выделить чужие сигналы, направленные к Земле, до сего времени остаются безуспешными, но число «проверенных» таким способом звёзд меньше 0,1 % числа звёзд, ещё ожидающих исследования, если существует статистически значимая вероятность обнаружения внеземных цивилизаций.

В 2011 году астрономы Абрахам Лоэб из Гарвардского университета и Эдвин Тёрнер из Принстонского университета предложили новую схему поиска внеземных цивилизаций. Их предложение заключается в поиске инопланетных цивилизаций по освещению их возможных городов, располагающихся на ночной стороне их планет. Существуют также сомнения, что продвинутые внеземные цивилизации могут использовать радиоволны, которые можно было бы регистрировать на космических расстояниях.

В новой работе ученые предложили искать «световые» следы внеземных цивилизаций. Так, например, они предлагают регистрировать освещённость ночной стороны экзопланет, (например, светом городов). Предполагая, что орбита планеты эллиптическая, астрономы показали, что можно измерить вариацию блеска объекта и обнаружить, освещена ли его тёмная сторона. При этом, правда, учёные предполагают, что светимость тёмной стороны сравнима со светимостью дневной (у Земли эти величины отличаются на пять порядков).

Кроме этого, учёные намерены искать яркие объекты в поясах Койпера вокруг других звёзд с последующим спектральным анализом их излучения. Астрономы полагают, что такой анализ позволит определить природу освещения — естественное оно или искусственное. Учёные подчёркивают, что все предложенные варианты нереализуемы с помощью существующей техники. Вместе с тем, по их мнению, телескопы нового поколения, как, например, американский «Джеймс Вебб», вполне могут справиться с описанными в работе задачами.

> История вопроса

> Примечания > Литература

Ссылки

  • Михаил Родкин Парадокс Ферми, XXI век
  • Предтечам людей — более 13 миллиардов лет
  • Ученые: «Инопланетные послания? Перехватываем их с 2007 года»

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *