Одиноки ли мы во Вселенной? Ученые и теоретики о причинах космической «тишины»
Одним из главных основополагающих цивилизационных вопросов человечества, наряду с вопросом о смысле жизни, был и остается вопрос одиночества человечества в этом мире. О том, есть ли жизнь вне Земли и почему мы до сих пор никого не встретили – в материале Sputnik.
Человек, как существо чрезвычайно любопытное, всегда пытался изучить и познать все в рамках доступных границ. А что может быть интереснее, чем другое разумное существо, незнакомое и отличное от тебя? Когда-то путешественники и торговцы рассказывали истории про диковинные народы иных земель, чьи традиции и обряды закономерно вызывали спектр эмоций от восхищения до ужаса. Постепенно, естественным образом, границы познаваемого мира начали расширяться. Новые земли, новые города, новые континенты – каждый раз, вновь открытые, они буквально переворачивали представления людей о структуре мира. Представьте себе удивление древних греков, воспринимавших себя как центр человеческой цивилизации, окруженный сколь бесчисленными, столь и бессмысленными варварами. Что бы они сказали, узнав о великих цивилизациях Азии или Южной Америки? Насколько бы изменилось представление о мире?
Однако времена идут, и границы познаваемого расширились настолько, что Земля практически лишилась темных уголков и неоткрытых земель. И вот когда мы, вроде как, все познакомились и даже с переменным успехом общаемся, границы познания, тем не менее, продолжили расширяться, и человечество в своем любопытстве обратило свой взор в звездное небо.
С самой глубокой древности люди не могли смириться с одиночеством как в физическом, так и метафизическом смысле. Бесчисленные мифы про богов-небожителей, таинственные сказочные цивилизации и легенды про народы, пришедшие с небес, как, например, шумерские ануннаки – все они, фактически, были попыткой ответить на один из главных вопросов человечества – «Одни ли мы?».
Естественно, что современная наука не могла не задаться столь основополагающим вопросом, тем более, когда подгоняемые научной фантастикой и псевдонаучными теориями обыватели перманентно этот вопрос поднимают. Уникальны ли мы? Есть ли среди неисчислимого множества звезд хоть кто-то, кто ответит нам?
На данный момент, человеческая наука находится на том этапе, когда основной, и скорее всего единственно возможной задачей является поиск хоть какой-нибудь биологической жизни. Рассуждения на тему: есть ли вообще биологическая жизнь вне Земли – по сути бессмысленны и даже наивны. Она точно есть, осталось ее только найти и описать. Вероятно, простейшие инопланетные организмы есть даже в нашей солнечной системе. Так, множество специалистов в биологии и астрономии, с надеждой изучают два спутника «газовых гигантов» — Энцелад (спутник Сатурна) и Европу (спутник Юпитера). Оба этих спутника схожи по своему типу и структуре, так как обладают ледяной поверхностью и жидким океаном. Особенно любопытные факты про Энцелад выяснились в 2011 году, когда аппарат «Кассини» зафиксировал выбросы водных «гейзеров» из-под поверхности ледяной коры спутника. По расчетам ученых, температура жидкого океана Энцелад может равняться 26 градусам Цельсия, а это более чем комфортно для появления жизни.
Однако, откровенно говоря, сколь захватывающей и любопытной не была бы перспектива найти хоть какую-нибудь инопланетную жизнь, пусть даже простейшую, в первую очередь человечество интересует вопрос поиска разумной цивилизации, тех, кого мы воспримем как равных, или даже нечто большее.
Но какова вероятность, что другая разумная жизнь существует, и мы когда-нибудь с ней свяжемся? Ответ на первую часть вопроса – крайне вероятна. Дело в том, что уникальность человека, как обладателя наиболее развитой высшей нервной системы среди обитателей Земли – неоспорима, однако сам механизм ее развития абсолютно биологичен, а значит, подчиняется законам природы. А вот дальше, в дело рассуждения о вероятности существования инопланетных цивилизаций, вступают астрономия и математика. Множество специалистов применяли в своих исследованиях на эту тему различные математические формулы. Так, например, профессор астрофизики Дональд Дрейк вывел сложное математическое уравнение, из которого ясно следует, что вероятность существования инопланетной жизни – практически неопровержима. В свое время изыскания Дрейка произвели такой научный фурор, что явились одним из самых значимых факторов, инспирировавших многомиллионный проект SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence – англ. поиск внеземного разума), занимающегося поиском научных доказательств и свидетельств существования разумных существ в космосе.
Не вдаваясь в подробности расчетов Дрейка, можно просто привести цифры, ясно отвечающие на наш вопрос. По оценке современных ученых, в нашей галактике приблизительно 300-400 миллиардов звезд, 10% из которых составляют так называемые «звезды солнечного типа», а уже из этих «звезд солнечного типа», по мнению астрономов и астрофизиков, 20-60% могут иметь планеты, подобные Земле. Получается вероятность не так уж и мала, правда? А что вы скажете, если в эту формулу мы введем еще одну немаловажную переменную? 12-15 миллиардов звезд в нашей галактике могут обладать жизнепригодными планетами, а самих галактик в наблюдаемой Вселенной как минимум 500 миллиардов, и если учитывать недавние публикации в научном журнале ScienceDaily, то и вовсе их число может достигать двух триллионов. Много, правда?
Только вот один вопрос не дает покоя ученым и небезразличным обывателям. Почему, если вероятность появления разумной жизни столь велика, мы до сих пор не нашли ни одного свидетельства? Почему до сих пор никто не вышел на связь, а космос отвечает на наши запросы оглушающей тишиной? Ответа на этот вопрос нет, однако есть две наиболее популярные теории. По мнению ученых и теоретиков, как говорится – «новость есть плохая и очень плохая». Исходя из первой теории, цивилизация, развившаяся настолько, что способна путешествовать в космическом пространстве, расстояние между звездами и тем более галактиками в которой просто чудовищны, попросту не заинтересована в общении с нами. А если принять во внимание тот факт, что и внешне мы, вероятно, не очень-то похожи, справедливым, хоть и немного грубым, будет любимый астрофизиками пример с «муравьями на пикнике». Гуляя по лесу, вы же не будете здороваться с каждым комариком или пчелкой? Вот и они пока не очень заинтересованы в контактах с нами. Возможно, в будущем, когда человечество достаточно разовьется, что-то в отношении к нам и изменится.
Вторая теория, отталкивающаяся от парадокса Ферми, как раз рассматривающего вопрос проблематики следов разумных цивилизаций, заключается в том, что разумные цивилизации, вероятно, попросту не доживают до этапа колонизации космоса. Дело в том, что из анализа этапов научного прогресса нашей цивилизации ясно следует, что практически каждая сложная технология, работающая во благо людей, в то же время является опаснейшим оружием. Хорошим примером подобных технологий является технология расщепления атома, которая с одной стороны дала нам возможность создавать атомные станции, снабжающие электричеством миллионы людей, а с другой – ядерное оружие, способное столько же людей погубить. Исходя из этого следует, что чудовищно сложная технология, которая позволит путешествовать сквозь космическое пространство, наверняка будет столь же чудовищно опасной. По мнению сторонников теории Ферми, какой бы ни была конкретная причина гибели этих цивилизаций, будь то техногенный фактор или естественный, тишина в космическом пространстве ясно говорит о том, что если разумные цивилизации и есть, то вопросы про их распространение и общение – несостоятельны.
Источник
Почему мы одиноки в космосе, или Уникальная Земля
Гипотеза уникальной Земли
Гипотеза уникальной Земли — предложенный ответ на парадокс Ферми, который объясняет, почему появление такой планеты, как Земля, следует считать очень маловероятным. Вместе с допущением о необходимой предпосылке появления высокоразвитых форм жизни — наличии планеты земного типа, это бы поясняло отсутствие признаков существования внеземных цивилизаций.
Гипотеза уникальной Земли была впервые детально изложена в книге «Уникальная Земля: Почему высокоразвитая жизнь не является распространённым явлением во Вселенной» (англ. Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe), написанной палеонтологом Питером Уордом (англ. Peter Ward) и астрономом Дональдом Браунли (англ. Donald Brownlee)[1]. Уорд и Браунли воспользовались расширенным уравнением Дрейка для доказательства того, что существование планеты с земными характеристиками во Вселенной следует считать невероятно редким явлением.
Звезда
Создать планету земного типа и довести её до правильного состояния через 4,5 миллиардов лет — сложная задача. Во-первых, она должна образоваться около богатой металлами звезды (в астрофизике металлами называют все химические элементы тяжелее гелия[2]). Бедные металлами звёзды не способны создать что-либо, кроме газовых гигантов: на создание планет земного типа в газовой туманности просто-напросто не хватит материала. Таким образом исключается внешняя часть Галактики. С другой стороны, если звезда содержит слишком много металлов, планеты будут слишком тяжёлыми, будут накапливать газовые оболочки, которые будет удерживать их огромная гравитация, обусловленная большой массой, и, опять же, станут газовыми гигантами.
Звезда также должна обращаться по круговой орбите около центра галактики: вытянутая орбита приведет к тому, что звезда слишком приблизится к энергетически насыщенному ядру галактики и попадёт под жёсткое радиационное облучение. Образно говоря, звезда должна жить в предместье галактики, но не в центре и не за окраиной.
Получив звезду с правильной металличностью, следует убедиться, что она может иметь пригодные для жизни планеты. Горячая звезда, например, Сириус или Вега, имеют широкую обитаемую зону (область, где температура поверхности планеты будет близка к земной), но существуют две проблемы: во-первых, эта зона слишком удалена от звезды, потому планеты с твёрдым ядром, вероятно, будут формироваться вблизи звезды и за пределами жилой зоны. Это не исключает, однако, возможности зарождения жизни на спутниках газовых гигантов: горячие звёзды излучают достаточно ультрафиолета, который может в достаточной мере ионизировать атмосферу любой планеты. Другая проблема, связанная с горячими звёздами, — это то, что они не живут достаточно долго. Через примерно один миллиард лет (или менее) они становятся красными гигантами, что может не оставить достаточно времени для эволюции высокоразвитой жизни.
Холодные звёзды пребывают не в лучшем положении. Обитаемая зона, пригодная для жизни, будет узкой и будет расположена близко к звезде, существенно уменьшая шансы получить планету в правильном месте. Вблизи холодной звезды солнечные вспышки зальют планету радиацией и ионизируют её атмосферу в не меньшей степени, чем около горячей звезды. Жёсткое рентгеновское излучение также будет более интенсивным.
Таким образом, выясняется, что «правильный» тип звёзд ограничивается промежутком от F7 до K1. Звезды этих типов редки: звезды типа G, такие как Солнце, составляют лишь 5 % звёзд в нашей галактике.
Взаимодействие с другими небесными телами
После того как планета сформировалась в пределах жилой зоны, небесное тело размерами приблизительно как Марс должно с ней столкнуться (согласно Теории гигантского столкновения). Без такого столкновения на планете не образуются тектонические плиты, поскольку континентальная кора покрывает всю планету и не оставляет места для океанической коры. Столкновение также может привести к появлению большого спутника, который стабилизирует ось вращения планеты, и к слиянию ядер планеты и небесного тела, необходимому для формирования сверхмассивного планетного ядра, которое будет генерировать мощную магнитосферу, защищающую поверхность планеты от солнечной радиации. Недавние исследования Эдварда Бельбруно и Ричарда Готта позволяют сделать вывод, что такое небесное тело нужного размера может формироваться в троянских точках системы звезда-планета (L4 или L5), возможно делая это событие более вероятным.
Спутник относительно больших размеров также увеличивает шансы выживания высокоорганизованных организмов, исполняя функции астероидного щита. Шансы столкновения астероида с массивнейшим объектом бинарной системы, такой как Земля и Луна, довольно незначительные. Большинство астероидов будут или полностью отброшены, или поразят менее массивный объект: чтобы попасть в более массивное тело, нужна правильная комбинация скорости и угла падения. Таким образом, планета с большим спутником будет лучше защищена от столкновений (хотя случайные столкновения могут быть необходимыми, поскольку эволюционная теория допускает, что массовое вымирание может ускорить развитие сложных организмов). Также необходимым условием является наличие в звёздной системе большого газового гиганта, такого как Юпитер, благодаря которому «мусор», остающийся на орбите после формирования планет, выбрасывается в образования, подобные поясу Койпера и облаку Оорта.
Частота столкновений и эволюция
Жизнь требует определённого времени для зарождения и достижения определённого уровня организации. Частые столкновения с большими астероидами, вероятно, препятствуют появлению высокоорганизованных организмов. Сама жизнь вряд ли исчезнет, но самые сложные организмы из высших ветвей эволюции весьма уязвимы и легко вымирают вследствие планетарной катастрофы. Эволюционная теория прерывистого равновесия утверждает, что:
— как только экосистема планеты достигает состояния равновесия (с заполненными всеми экологическими нишами), скорость эволюционных изменений резко уменьшается;
— период, на протяжении которого достигается состояние равновесия, относительно короток по сравнению с геологическими процессами.
Считается, что ископаемые остатки демонстрируют, что экологическое равновесие достигалось на Земле несколько раз, впервые после кембрийского взрыва. Несколько катастроф, приведших к массовому вымиранию организмов, возможно, необходимы, чтобы в процессе эволюции возникали радикально новые пути развития, и чтобы жизнь избежала ситуации, когда её развитие бы остановилось на полпути к разумной жизни. Массовое вымирание динозавров, например, позволило млекопитающим занять их экологические ниши, после чего эволюция направилась по новому пути.
Таким образом, очевидно, что необходимы правильные значения сотен параметров планеты и звёздной системы, чтобы высокоорганизованная жизнь стала возможной. Вселенная невероятно велика, она значительно превышает возможности человеческого представления и понимания, поэтому остаётся шанс, что где-то во Вселенной существует планета земного типа с высокоорганизованной жизнью. Тем не менее, возможность того, что такая планета существует достаточно близко от Солнца и что мы можем когда-нибудь её достичь или вступить с её жителями в контакт, практически равна нулю. Это разрешает парадокс Ферми: мы не видим признаков внеземного разума, поскольку вероятность появления ещё одной планеты земного типа, способной поддерживать высокоорганизованную жизнь, даже в масштабе Галактики ничтожно мала.
Источник