[Перевод] Три надежды человечества на обнаружение инопланетян
В межзвёздном пространстве атомы способны связываться в молекулы, включая органические, точно так же, как и на планетах. Если ингредиенты жизни есть повсюду, то и жизнь может быть повсеместной
С тех пор, как люди подняли глаза к небу, к планетам, звёздам и галактикам за пределами нашего родного мира, наше воображение наполнялось возможностями жизни на других планетах. Подходя к вопросу с научной точки зрения, мы всё ещё ждём первой подтверждённой информации о наличии жизни за пределами Земли. Сложные и различные формы жизни на Земле являются результатом более четырёх миллиардов лет эволюции, но в космосе ингредиенты жизни встречаются повсюду. Мы начали обнаруживать органические молекулы в других местах Солнечной системы, в межзвёздном пространстве и даже вокруг других звёзд. Как долго нам ещё ждать до обнаружения первых признаков жизни за пределами нашего мира? Есть несколько способов, которые мы используем для поисков жизни, и какой из них увенчается успехом, остаётся только гадать.
Структуры в метеорите ALH84001, прибывшем к нам с Марса. Некоторые считают, что эти структуры могут быть древней марсианской жизнью
Чтобы создать жизнь, требуются фундаментальные ингредиенты, судя по всему, необходимые для основных жизненных процессов — чистые элементы периодической таблицы. Для их получения достаточно смены всего нескольких поколений звёзд, живущих и погибающих благодаря сжиганию своего ядерного топлива. Мы обнаружили звёзды со скалистыми планетами, возраст которых на семь миллиардов лет превышает земной, и со всеми тяжёлыми элементами, необходимыми для жизни. Мы обнаружили миры земного размера в потенциально обитаемых зонах вокруг их материнских звёзд по всей галактике. И мы обнаружили органические молекулы, от сахаров до аминокислот и этилформиата — молекулы, придающей малине её аромат [спорное утверждение, по мнению российских химиков / прим. перев.] — в разных местах, от астероидов и молодых звёзд до протопланетных дисков и молекулярных газовых облаков.
Признаки органических молекул, порождающих жизнь, находятся по всему космосу, включая и крупные, недалеко расположенные регионы формирования звёзд — например, туманность Ориона. Скоро мы сможем искать признаки биологических процессов в атмосферах миров земного размера, находящихся на орбите вокруг других звёзд.
С учётом всего этого, по нашим подсчётам, существует более 1012 планет, и, следовательно, шансов на наличие жизни, только в одном Млечном Пути. Но есть большая разница между планетами с ингредиентами для жизни и истинной, подлинной инопланетной жизнью. Нам неизвестно, существуют ли другие примеры жизни во Вселенной кроме тех, что мы видим на Земле. Учёные почти уверены в том, что при наличии схожих ингредиентов и таких же законов природы, маловероятно существование вселенной, в которой жизнь на Земле была бы уникальным явлением, но мы не можем делать выводы, пока не найдём доказательств. Более того, мы до сих пор не смогли ответить на один из самых главных вопросов науки: как из не-жизни получается жизнь?
Органические молекулы найдены в регионах формирования звёзд, в остатках звёзд и межзвёздном газе, по всему Млечному Пути. В принципе, ингредиенты для скалистых планет и жизни на них могли появиться в нашей Вселенной довольно быстро, задолго до того, как появилась Земля
Наше существование доказывает, что это может произойти. Мы можем представить, что если где-то во Вселенной появляется жизнь, она может достичь трёх разных уровней:
- Жизнь начинается на планете, но не длится долго, не процветает и не продолжается бесконечно.
- Жизнь процветает, поддерживает себя, существует миллиарды лет, серьёзно изменяя поверхность планеты, на которой существует.
- Жизнь становится разумной, технологически развитой, способной на передачу сообщений и/или путешествия в космосе.
Очевидно, более продвинутые возможности будут более интересны, но, вероятно, и более редки. Однако иногда редкие вещи найти легче всего, поскольку они так сильно отличаются от всего остального. И вот различные методы, которые мы используем для поиска этих отличающихся от других форм жизни, дающие человечеству три разных надежды на обнаружение жизни за пределами Земли.
Одна из самых интересных и наименее затратных идей для поиска жизни в океане Энцелада — пролёт зонда через выбрасываемый гейзером материал, сбор образцов и анализ их на наличие органики
1) Поиски жизни в Солнечной системе. На Земле жизнь процветала миллиарды лет, но другие миры не выглядят такими везучими. Если жизнь есть повсюду, то она вряд ли вышла за пределы уровня, который мы считаем примитивным. Марс и Венера в прошлом могли быть влажными и умеренными, как Земля, но сегодня Марс холодный и пустынный, а Венера — ядовитый, закрытый облаками ад. В падающих на Землю метеоритах содержатся не только те аминокислоты, что участвуют в земных жизненных процессах, но и многие другие. Под поверхностью лун типа Европы и Энцелада могут существовать жидкие океаны, условия в которых могут быть похожими на условия в гидротермальных источниках — полных жизнью, кстати — расположенных на дне океанов Земли.
Глубоко под водой, вокруг гидротермальных источников, без доступа солнечного света жизнь на Земле процветает. Как создать жизнь из не-жизни — один из величайших открытых вопросов науки, но если жизнь может существовать там, то, возможно, она есть и в морях Европы или Энцелада
Хотя мы никогда не находили свидетельств присутствия живых существ, в настоящем или прошлом, на других мирах, такая возможность весьма соблазнительна. На Марсе есть осадочные породы, сформированные во влажном прошлом; найдём ли мы там окаменелости? На Европе и Энцеладе под ледяной поверхностью есть целые океаны для исследования; будут ли найдены там микробы или кое-что получше? Есть даже мнение, что диатомеи, пример примитивной формы жизни, обнаруживаемые в фрагментах метеоритов, может иметь внеземное происхождение. Это наименее развитая форма жизни из всех, что мы можем представить, но у нас есть преимущество физического доступа, возможность посетить и измерить множество миров. Если примитивные формы жизни повсеместно распространены, то достаточно тщательное исследование нашей Солнечной системы это вскроет.
Изучение отражённого от планеты света, и поглощённого света, отфильтрованного атмосферой, сейчас разрабатывается в качестве технологии для изучения содержимого атмосферы и свойств поверхности удалённых миров. В будущем к ним можно будет добавить и технологию поиска признаков наличия органики.
2) Поиск экзопланет вокруг других, близко расположенных звёзд. За последние 25 лет наука изучения экзопланет испытала взрывной рост, развившись от младенческого состояния до кладези информации; сейчас известно о существовании тысяч планет за пределами Солнечной системы. Многие из них небольшие, скалистые, находятся на нужном расстоянии от звезды, и если на них есть атмосфера земного размера, то должна быть и жидкая вода. Мы не сможем обнаружить на них отдельных микробов или окаменелостей, так, как мы могли бы найти жизнь в пределах Солнечной системы, но существует непрямой метод определения наличия на них жизни: поиск изменений, которым жизнь подвергает атмосферу чужой планеты.
Когда планета проходит перед её материнской звездой, часть света блокируется, но если на планете есть атмосфера, свет фильтруется через неё и порождает линии поглощения и испускания, которые может засечь достаточно продвинутая обсерватория. Если там найдётся большое количество органических молекул или молекулярного кислорода, мы, вероятно, сможем это обнаружить.
Земля — единственная из известных нам планет, содержащих такое количество молекулярного кислорода: 21% нашей атмосферы составляет O2. Причиной тому то, что жизнь за миллиарды лет выбросила эти отходы в нашу атмосферу. Мы считаем, что кислород необходим для жизни, но это лишь оттого, что животные развились в результате эволюции, утилизируя этот ингредиент, выработав аэробное дыхание, и с пользой перерабатывая эту, встречающуюся в изобилии, молекулу. Наши технологии улучшаются, и мы должны суметь измерить молекулярный состав атмосфер экзопланет, и потенциально даже получать их изображения напрямую, чтобы искать там облака, океаны, смену сезонов и озеленение континентов. У нас есть все основания полагать, что уже в этом столетии мы сможем обнаружить жизнь на другом мире, если будем искать её правильным методом.
Массивный передатчик мог бы отправить обнаруживаемый радиосигнал с инопланетного аванпоста, но некоторые считают, что этот сигнал будет оптическим
3) Поиск сигналов разумных инопланетян. На Земле одноклеточная жизнь существовала миллионы лет до тех пор, пока не появились многоклеточные организмы. С Кембрийского взрыва, когда появились сложные, многоклеточные, отличающиеся друг от друга организмы, прошло 500 млн лет до момента появления разумной и технологически продвинутой цивилизации. И при этом человечество уже начало транслировать сигналы к звёздам, и дошло до состояния, в котором мы уже можем определять признаки наличия разумных инопланетян, если они будут давать сигналы достаточной мощности. Проект SETI и его активное дополнение, проект METI, представляют собой самый рискованный вариант поиска инопланетян с самым большим вознаграждением.
Теории о том, что первое обнаружение инопланетного разума произойдёт с помощью радиоволн, выдвигаются уже давно. Но быстрые вспышки радиоволн, вероятно, не являются таковыми; мы пока ещё пытаемся найти в них свидетельства разума, если они там вообще есть.
В 1960-х мы предполагали, что инопланетяне предпримут попытку связи на радиоволнах. Через 50 лет мы уже не так уверены в этом. Какие типы инопланетных сигналов могут существовать? Как мы их расшифруем? Как бы они передавали и получали межзвёздные сигналы? Стали ли они космической цивилизацией, способной преодолевать огромные межзвёздные расстояния? Идеи вроде проекта Breakthrough Starshot переводят последнюю возможность из области научной фантастики в реальную возможность. Если бы на Землю прибыл сигнал, или, что ещё лучше, космический корабль, это стало бы величайшим сдвигом в нашем понимании Вселенной и нашего места в ней с тех пор, как мы впервые подняли глаза к небу.
Позолоченная алюминиевая крышка золотой записи на «Вояджере» защищает её от бомбардировки микрометеоритами и дают ключ к проигрыванию и расшифровке местоположения Земли.
Хотя пока это только гипотеза, учёные говорят о том, что жизнь во Вселенной должна быть обычным явлением, поскольку ингредиенты и возможности для её появления появляются практически повсюду. Вероятно, шансов на возникновение жизни, развившейся на планете и поддерживающей себя до такой степени, что она может менять свойства атмосферы и поверхности планеты, будет уже меньше. А на развитие сложных, различных, многоклеточных существ — ещё меньше. А уж вероятность появления того, что мы расценили бы, как разумная, технологически продвинутая цивилизация, может быть настолько малой, что мы можем оказаться одиноки во Вселенной. Но, несмотря на разность вероятности этих событий, мы активно ищем все три типа жизни очень разными способами. Какой из них победит, когда мы обнаружим первые признаки инопланетной жизни?
Но неважно, какой метод первым принесёт дивиденды — это всё равно будет величайший день в истории жизни на Земле.
