По мере того как мы открываем все больше планет, вращающихся вокруг других звезд, и планируем полеты к потенциально обитаемым спутникам Сатурна и Юпитера, найдем ли мы жизнь – и если найдем, то узнаем ли мы ее вообще?
Наша Вселенная может оказаться довольно диким местом. Недавние астрономические открытия свидетельствуют о том, что миллиарды планет, похожих на Землю, разбросаны по всей нашей Галактике, которая является лишь одной из миллиардов галактик во Вселенной. “По нашим лучшим оценкам, каждая четвертая звезда имеет планету того же размера и той же температуры, что и Земля. Это очень высоко”, - говорит Дэвид Шарбонно, профессор астрономии Гарвардского университета, США.
И многие ученые сейчас считают, что по крайней мере на некоторых – если не на многих – из этих планет и их спутников есть жизнь. Один из них-доктор Крис Маккей, ученый-планетолог из Исследовательского центра Эймса НАСА, который говорит, что мы можем предположить, что жизнь широко распространена, основываясь на “двух простых фактах".
Во-первых, химические элементы жизни, такие как азот, водород и кислород, широко распространены во Вселенной, как и два ключевых соединения жизни на Земле: жидкая вода и органический углерод. Во – вторых, мы знаем, что жизнь присутствовала на Земле очень рано в ее истории – вскоре после того, как планета была сформирована, - что говорит о том, что, как только условия правильные, жизнь возникает легко и быстро.
“Если происхождение жизни широко распространено, то сложная жизнь будет широко распространена", - говорит Маккей. Это означает, что мы можем ожидать обнаружить там нечто большее, чем просто одноклеточные микробы. “Лучший способ выяснить это-пойти и посмотреть”.
Некоторые ученые и предприниматели уже задумываются о том, как быстро добраться до далеких звезд. Юрий Мильнер, российский технический предприниматель, выступил с прорывным проектом Starshot, в котором предлагается прикрепить крошечные чипы к летательному аппарату, перемещаемому в космосе с помощью мощного земного лазера. Если это сработает, это сократит время в пути до ближайшей звездной системы, Альфы Центавра, со 100 000 до всего лишь 20 лет. Первые испытания ранних конструкций состоялись в мае этого года.
Тем временем две миссии НАСА намерены пролить свет на атмосферы планет, вращающихся вокруг других звезд (экзопланет), определив те, которые могут содержать жизнь. Миссия TESS начала сбор данных в этом году, а космический телескоп Джеймса Уэбба, как ожидается, запустят в 2021 году. “Мы практически ничего не знаем о реальных условиях на этих планетах”, - говорит Шарбонно. Эти две миссии изменят это.
Видения других миров
Некоторые из самых ярких умов науки уже провели мозговой штурм того, что мы могли бы ожидать найти, и их выводы легли в основу двух культовых документальных фильмов "Естественная история инопланетянина" и "Чужая планета", которые впервые вышли в эфир в 1998 и 2005 годах соответственно. Эти два фильма вдохновили многих людей задуматься о том, как другая жизнь может быть похожа и отличаться на других планетах. Действительно, некоторые ученые сейчас пытаются сформулировать науку не только о том, как жизнь-как-мы-сейчас-отличалась бы в космосе, но и о том, на что может быть похожа экзотическая жизнь, состоящая из других химических веществ.
Эти шоу расстались с общим вымышленным представлением о разумных зеленых инопланетянах и применили строгое мышление эволюционных биологов, экспертов по биомеханике и астробиологов для проектирования правдоподобных живых миров в рамках ограничений инопланетной геологии и планетологии. Многие ученые считают, что маловероятно звучащие существа, придуманные для этих шоу два десятилетия назад, все еще являются таким же хорошим предположением, как и мы, о том, как будет выглядеть и вести себя инопланетная жизнь. Хотя с тех пор произошло множество открытий, и теперь у нас есть новые идеи, которые рисуют еще более дикую картину.
“На любой планете во Вселенной законы физики и химии будут такими же, как и здесь”, - говорит профессор Питер Уорд, палеонтолог из Вашингтонского университета в Сиэтле. ”Существует лишь ограниченное количество способов победить физику".
Даже в космическом пространстве, утверждает он, на планете, подобной Земле, существовали бы аналогичные физические ограничения, ведущие к эволюции жизни, подобной той, что есть у нас на Земле. Предпосылка состоит в том, что существует только так много способов эффективно видеть, слышать, ходить, плавать или летать – и что естественный отбор в значительной степени отсеет неэффективные планы тела, как это происходит на этой планете.
Это означает, что мы можем делать обоснованные предположения о том, как будет выглядеть такая жизнь, основываясь на нашем биологическом понимании эволюции, а также на нашем геологическом и климатическом понимании условий на других планетах. Большинство ученых, опрошенных для этой функции, сказали, что обоснованные догадки в телепрограммах, упомянутых ранее, могут быть не слишком точными – во всяком случае, эти видения могут быть слишком скромными, учитывая потенциал для огромного количества жизни, которая могла развиться на очень разных планетах.
“У Вселенной есть способ удивлять нас”, - говорит Тереза Фишер, астробиолог из Университета штата Аризона, США. “Я подозреваю, что в различных условиях, на которые мы могли бы смотреть, это может показаться очень чуждым".
Она говорит, что любая жизнь, как ожидается, будет следовать широким принципам экологии: ей потребуется способ получения энергии, и, например, возникнет конкуренция, ведущая к появлению хищников и жертв. Но помимо этого, можно только догадываться, как может выглядеть жизнь. “Нет никаких причин, по которым это должно было бы быть особенно похоже на то, что мы видим на Земле”.
Странные вещи
Поэтому мы не можем на самом деле сказать, что инопланетная жизнь будет похожа на земную. Даже на Земле жизнь порождает радикально разные, иногда уникальные формы жизни в разное время и в разных местах.
Когда динозавры вымерли, то, что последовало за ними, уже не было тем же самым. А флора и фауна Новой Зеландии, с птицами киви и практически без наземных млекопитающих, сильно отличаются от флоры и фауны Серенгети с ее слонами и жирафами или Мадагаскара с его лемурами.
Чтобы найти уникальные формы жизни на Земле, смотрите не дальше морских коньков, говорит доктор Лорен Саллан, палеонтолог из Пенсильванского университета. Животное разделяет основные компоненты других рыб, но имеет уникальную форму, и для достижения этой формы требовался очень маловероятный эволюционный путь. “Вы действительно получаете странные вещи, которые случаются один раз – как сейчас, так и в далеком прошлом”, - говорит Саллан.
На похожей на Землю чужой планете все может стать еще более странным. Вполне возможно, что мы даже не распознали бы в них жизнь, учитывая, что наши нынешние усилия сосредоточены на поиске “жизни, какой мы ее знаем”, - говорит Кейси Бринкман, астроном из Гавайского университета: “Там есть все возможности для странных вещей”.
Саллан соглашается. Любые формы жизни должны будут получать энергию, но то, как они будут это делать, трудно предсказать, говорит она. “Они выполняли бы аналогичные экологические роли, но признаем ли мы их без большого изучения – я в этом сомневаюсь”.
Итак, для начала астрономы сосредоточили свои поиски на признаках жизни, которые мы знаем с Земли, таких как кислород. Они также сосредоточены на поиске похожих на Землю скалистых планет, где могла бы существовать жидкая вода. “Мы должны начать с поиска жизни, какой мы ее знаем”, - говорит Шарбонно.
“Может существовать жизнь, которая сильно отличается от жизни на Земле, но мы не будем признавать это в наших данных, потому что мы не очень хорошо знаем и понимаем эту химию”, - добавляет он.
Когда гравитация встречается с биологией
На других планетах и лунах существует множество различных условий, помимо химии, которые могут повлиять на то, как там будет развиваться жизнь. Возьмем, к примеру, гравитацию. На большей или более плотной планете гравитация была бы выше, а это означало бы, что жизнь стала бы короче, прочнее и, возможно, с несколькими конечностями для структурной поддержки. И наоборот, на более легкой планете с более слабой гравитацией жизнь могла бы легче прыгать, парить и скользить, и у нее было бы больше шансов развить более легкое и высокое телосложение.
Плотность и химический состав атмосферы повлияют на то, насколько легко жизни подняться в небо: более плотный воздух позволит большему количеству форм жизни относиться к небу как к океану, в котором они могут "плавать", в то время как воздух, богатый кислородом, будет подпитывать более энергичных существ.
Времена года тоже могут быть совершенно разными. Многие планеты имеют гораздо более короткие орбитальные периоды, чем 365,25 земных дня, что ускоряет сезонные изменения до недель или дней, а не месяцев. Некоторые планеты имеют более эллиптические орбиты, что сделало бы сезоны гораздо более экстремальными, с жарким коротким летом, за которым следуют долгие, морозные зимы.
Тип и количество звезд, вокруг которых вращается планета, а также то, насколько близко она вращается вокруг них, также повлияют на то, сколько солнечной энергии и излучения она получает, и возможен ли фотосинтез или вместо этого жизни придется полагаться на хемосинтез – используя энергию, полученную в результате реакций с участием неорганических химических веществ, а не солнечного света.
Большинство звезд-красные карлики, говорит Шарбонно, которые менее энергичны и более долговечны, чем наше Солнце, поэтому могут предложить более длительные периоды времени для развития жизни. Но на ранних стадиях своей эволюции такие звезды испускают много излучения, которое может быть вредным для жизни и атмосферы планет или даже уничтожить их. Инопланетная планета предусматривала жизнь вокруг такой звезды в виде растительных существ, которые могли бы сворачиваться, чтобы защитить себя при вспышках на солнце, и животных, похожих на динозавров, с третьим глазом на макушке, чтобы дать им раннее предупреждение о приближении вспышки радиации.
Ближе к Земле многие ученые надеются, что мы найдем жизнь в космосе в течение нашей жизни, возможно, на ледяных спутниках Сатурна и Юпитера, таких как Энцелад и Европа. “Я готов поспорить на что угодно, что в ближайшие 20 лет мы найдем какую-нибудь жизнь”, - говорит доктор Сет Шостак, старший астроном Института SETI, США. ”Вероятно, это будет микробная жизнь, вырвавшаяся из Энцелада или, может быть, Европы, или, может быть, под песками Марса: в нашей собственной Солнечной системе есть все эти места, где мы могли бы найти это вещество".
НАСА готовит миссию на Европу к запуску в 2023-24 годах и поддерживает частные усилия по достижению Энцелада и изучению признаков жизни там. Тем временем Европейское космическое агентство надеется запустить миссию к Юпитеру и его спутникам Ганимеду, Каллисто и Европе в 2022 году.
Есть ранние свидетельства того, что на этих лунах глубоко под ледяной коркой находятся океаны жидкой воды. Это породило надежды на то, что там может быть жизнь, особенно учитывая, что мы видим оазисы необычной жизни в экстремальных условиях вокруг гидротермальных источников на дне наших собственных океанов.
В принципе, это видение может быть возможным, говорит Димитр Сасселов, профессор астрономии и директор инициативы "Происхождение жизни" в Гарварде, США, центра, который поддерживает междисциплинарные исследования, направленные на выявление того, есть ли жизнь во Вселенной в изобилии. Но он добавляет, что из-за того, что в темном океане доступно меньше энергии, любая сложная жизнь там, как ожидается, будет намного меньше.
“Вы должны взять что-нибудь из сегодняшней Земли и недавней истории сложной жизни на Земле и просто сжать это”, - говорит он. “Можете ли вы иметь точно такое же поведение и тот же уровень сложности, но в 100 раз меньший? Абсолютно. Что плохого в акуле длиной всего 5 см? Ничего".
Однако не все думают, что жизнь на этих лунах будет сложной. “Если в Солнечной системе и есть жизнь, то, вероятно, она микробная”, - говорит доктор Яэль Кисель, научный сотрудник Исследовательского центра Эймса НАСА. И ученые согласны с тем, что большая часть жизни во Вселенной в целом, скорее всего, будет микробной, особенно учитывая, что на протяжении большей части истории жизни на Земле она была микробной. “Как выглядит типичный инопланетянин? Это будет маленькая капелька под микроскопом”, - говорит Шостак.
Это не означает, что не будет также сложной, возможно, даже разумной жизни. Однако любая разумная жизнь может быть не похожа на нас: даже здесь, на Земле, если вы отправитесь в зоопарк, большинство тамошних животных тесно связаны с вами, но не очень похожи на вас. Но, как шутит Шостак, “Если вы спросите трилобитов:”Эй, как вы думаете, как будут выглядеть инопланетяне?", они, вероятно, решат, что будут выглядеть как трилобиты".
На самом деле, высокоразвитая и разумная жизнь, если она существует, может быть основана на машинах. “Большая часть разума во Вселенной, вероятно, не является мягкой и мягкой биологией”, - говорит Шостак. ”Большинство действительно умных сотрудников во Вселенной будут машинами". Это видение искусственно разумной, высокоавтономной машинной жизни фигурировало в Естественной истории Инопланетянина, представляя его путешествующим по Вселенной, анализирующим планеты и адаптирующимся к местным условиям гораздо быстрее, чем когда-либо могла любая биологическая жизнь.
Как бы то ни было, жизнь, скорее всего, существует, считают многие ученые. “Статистически это почти наверняка", - говорит Фишер. А это значит, что поиски должны продолжаться, говорит Бринкман.
"Мы должны продолжать пытаться, потому что, если бы это было обнаружено, это было бы самое важное открытие, которое когда – либо делали люди
What aliens might look like
Ученые уже давно размышляют о том, как могут выглядеть живые существа на других планетах и лунах, основываясь на том, что мы знаем об этих планетах и принципах эволюции и биомеханики. Вот некоторые из странных организмов, которые они себе вообразили…
Ходячие растения
На других планетах границы между растениями и животными могут быть размыты, и у вас могут быть деревья с бьющимися сердцами или ногами, чтобы двигаться в лучшую сторону, поскольку они конкурируют за свет и воду. У вас также может быть животное, которое большую часть своего времени проводит неподвижно, занимаясь фотосинтезом, убегая только в случае угрозы. Или массивное существо, похожее на динозавра, которое распластывается на земле, чтобы получать питательные вещества непосредственно из почвы, и получает дополнительную энергию с помощью фотосинтезирующих растений на спине.
Мега существа
Сотрудничество может привести к появлению некоторых увлекательных существ, таких как море амеб, действующих как единое желеобразное мега-существо, тысячи прожорливых хищников, похожих на креветок, образующих единый организм, который пожирает все на своем пути, или сеть переплетенных деревьев, которые собирают воду в широкие кувшины на вершине своих навесов. Подобные существа действительно существуют на Земле: например, самый большой в мире организм-это осиновый лес площадью 43 гектара в штате Юта, состоящий примерно из 47 000 генетически идентичных стволов и одной массивной корневой системы.
Экстремальная Выносливость
Поступление кислорода к мышцам является ключевым фактором, определяющим выносливость животного. Здесь, на Земле, головоногие моллюски, такие как осьминог, используют молекулу меди в своей крови для переноса кислорода, что делает их более вялыми, чем млекопитающие и птицы, которые используют гемоглобин на основе железа. Ученые размышляли о других типах переноса кислорода, которые могли бы сделать животных более приспособленными: в атмосфере с большим количеством кислорода мы могли бы увидеть существ, которые могут летать, даже не останавливаясь для отдыха.
Крошечные, слепые миры
На холодных планетах и лунах без большого количества солнечного света, таких как спутники Сатурна и Юпитера, жизни, возможно, придется обходиться хемосинтезом, обеспечивая им более ограниченный запас энергии. Это все еще может привести к такой же сложной жизни, но в гораздо меньшем масштабе: миниатюрной версии жизни на Земле. Кроме того, в мирах без света, таких как глубины океанов Энцелада, может быть мало необходимости развивать глаза: могут существовать целые миры существ, которые воспринимают окружающую среду другими способами.
Если вам понравилась статья, пожалуйста, посмотрите другие статьи, думаю, они вам понравятся)
