Как зародилась жизнь: гипотеза Аби Лёва
Ингредиенты
«Стандартная космологическая модель решительно не допускает столь раннего возникновения жизни, — говорит Ави Лёб. — Первые звезды в доступной для наблюдения области космоса вспыхнули позже, когда возраст Вселенной составлял около 30 млн лет. Эти звезды наработали углерод, азот, кислород, кремний и другие элементы тяжелее гелия, которые могли стать частью первых твердых планет земного типа, сформировавшихся вокруг звезд второго поколения. Однако возможно и гораздо более ранее возникновение звезд первого поколения из облаков молекулярного водорода и гелия, которые сгустились в скоплениях темной материи — возраст Вселенной в это время составлял около 15 млн лет. Правда, считается, что вероятность появления таких скоплений была очень мала».
Однако, как считает профессор Лёб, данные наблюдательной астрономии позволяют допустить, что во Вселенной могли появиться отдельные области, где первые звезды вспыхнули и взорвались много раньше, чем предписывает Стандартная модель. Там скапливались продукты этих взрывов, ускорившие охлаждение облаков молекулярного водорода и тем самым стимулировавшие появление звезд второго поколения. Не исключено, что часть таких звезд могла обзавестись каменистыми планетами.
Ави Лёб, профессор астрофизики Гарвардского университета: «Для возникновения жизни мало одного тепла, нужна еще подходящая химия и геохимия. Но на молодых каменистых планетах могло хватать и воды, и веществ, нужных для синтеза сложных органических макромолекул. А отсюда недалеко и до настоящей жизни. Если такой сценарий и не слишком вероятен, он все-таки не невозможен. Однако проверить эту гипотезу в обозримом будущем практически невозможно. Даже если во Вселенной где-то и есть планеты сверхраннего рождения, то в очень малом количестве. Непонятно, как их обнаружить, и еще более непонятно, как исследовать на следы биогенеза».
В тепле и комфорте
Но одних только элементов тяжелее гелия недостаточно для возникновения жизни — требуются еще и комфортные условия. Земная жизнь, например, полностью зависит от солнечной энергии. В принципе, первые организмы могли возникнуть с помощью внутреннего тепла нашей планеты, но без солнечного нагрева они бы не достигли поверхности. А вот через 15 млн лет после Большого взрыва это ограничение не действовало. Температура космического реликтового излучения была в сто с лишним раз выше, чем нынешние 2,7 К. Сейчас максимум этого излучения приходится на длину волны 1,9 мм, потому его и называют микроволновым. А тогда оно было инфракрасным и даже без участия звездного света могло нагреть поверхность планеты до вполне комфортной для жизни температуры (0−30°С). Эти планеты (если они существовали) могли даже обращаться вдали от своих звезд.
Недолгая жизнь
Впрочем, у сверхранней жизни практически не было шансов сохраниться надолго, не говоря уже о серьезной эволюции. Реликтовое излучение быстро остывало по мере расширения Вселенной, и продолжительность благоприятного для жизни нагрева поверхности планет не превышала нескольких миллионов лет. К тому же через 30−40 млн лет после Большого взрыва началось массовое рождение очень горячих и ярких звезд первого поколения, заливавших космическое пространство рентгеном и жестким ультрафиолетом. Поверхность любой планеты в таких условиях была обречена на полную стерилизацию.
Принято считать, что жизнь, которую мы знаем, не может зародиться ни в звездной атмосфере, ни на газовом гиганте, подобном Юпитеру, ни, тем более, в космической пустоте. Для возникновения жизни требуются небесные тела с богатым химическим составом, с твердой поверхностью, с воздушным бассейном и с резервуарами жидкой воды. Считается, что такие планеты могут формироваться лишь вблизи звезд второго и третьего поколений, которые начали загораться спустя сотни миллионов лет после Большого взрыва.
Антропный принцип
Гипотезу Ави Лёба можно использовать для уточнения так называемого антропного принципа. В 1987 году лауреат Нобелевской премии по физике Стивен Вайнберг оценил диапазон значений антигравитационной энергии вакуума (теперь мы знаем ее как темную энергию), совместимых с возможностью зарождения жизни. Эта энергия хотя и очень мала, но приводит к ускоряющемуся расширению пространства, и потому препятствует образованию галактик, звезд и планет. Из этого вроде бы следует, что наша Вселенная прямо-таки приспособлена для возникновения жизни, — именно в этом и заключается антропный принцип, ведь если бы величина темной энергии была всего в сто раз больше, то во Вселенной не было бы ни звезд, ни галактик.
Однако из гипотезы Лёба следует, что жизнь имеет шанс возникнуть в условиях, когда плотность барионного вещества во Вселенной была в миллион раз больше, чем в нашу эпоху. Это означает, что жизнь может зародиться и в том случае, если космологическая постоянная не в сто, а в миллион раз превышает ее реальное значение! Такой вывод не отменяет антропный принцип, но значительно уменьшает его убедительность.
