Ингредиенты для жизни находятся повсюду, но пока что единственная известная нам жизнь происходит с Земли. Вот как это может измениться.
С тех пор как человек впервые обратил свой взор в небо, на планеты, звезды и галактики за пределами нашего родного мира, возможность существования инопланетной жизни наполняла наше воображение. Однако, если подойти к вопросу с научной точки зрения, мы все еще ждем первого убедительного подтверждения существования жизни за пределами Земли. Сложные, дифференцированные формы жизни, которые мы видим здесь, на Земле, являются результатом более четырех миллиардов лет эволюции, но в космическом масштабе ингредиенты для жизни находятся повсюду. Мы начали обнаруживать органические молекулы в других местах нашей Солнечной системы, в межзвездном пространстве и даже вокруг других звезд. Сколько времени пройдет, прежде чем мы получим первые признаки жизни за пределами нашего мира? В настоящее время мы ищем жизнь четырьмя способами, и какой из них принесет плоды первым - остается только догадываться.
Для того чтобы создать жизнь, нам нужны фундаментальные ингредиенты, которые, по-видимому, необходимы для жизненных процессов: необработанные элементы периодической таблицы. Для этого требуется всего несколько поколений звезд, которые живут и умирают, сжигая свое ядерное топливо. Мы обнаружили звезды со скалистыми планетами вокруг них, которые на семь миллиардов лет старше Земли, и все они содержат тяжелые элементы, необходимые для жизни. Мы нашли миры земного размера в потенциально пригодных для жизни зонах вокруг их родительских звезд по всей галактике. А органические молекулы, от сахаров до аминокислот и этилформиата - молекулы, придающей малине аромат, - мы обнаружили в самых разных местах - от астероидов до молодых звезд, протопланетных дисков и облаков молекулярного газа.
По нашим оценкам, только в нашей галактике Млечный Путь насчитывается более триллиона (10¹²) планет, а значит, и шансов на существование жизни. Но есть очень большая разница между планетами с ингредиентами для жизни на них и настоящей, добросовестной инопланетной жизнью. Мы пока не знаем, существуют ли во Вселенной другие примеры жизни, кроме тех, что мы нашли здесь, на Земле. Хотя ученые сильно подозревают, что при схожих ингредиентах и идентичных законах природы Вселенная, в которой есть жизнь, уникальная для Земли, кажется крайне маловероятной, мы не делаем выводов, пока не получим доказательств. Более того, у нас до сих пор нет ответа на один из самых важных научных вопросов: как мы переходим от нежизни к жизни?
Наше существование здесь является достаточным доказательством того, что это может произойти. Мы можем представить, что если жизнь возникнет где-либо еще во Вселенной, то она может достичь трех различных уровней:
- Жизнь зарождается на Земле, но не длится, не процветает и не продолжается бесконечно.
- Жизнь процветает, поддерживается и длится миллиарды лет, в течение которых она вызывает существенные изменения свойств поверхности мира, где она существует.
- Жизнь становится разумной, технологически развитой и либо коммуникабельной, либо космической, либо и то, и другое.
Очевидно, что более продвинутые возможности более интересны, но и, скорее всего, более редки. Однако иногда редкие вещи легче всего найти, потому что они так эффектно выделяются на фоне всего остального. Вот различные методы, которые мы будем использовать для поиска этих совершенно разных форм жизни, дающие человечеству три совершенно разные надежды найти жизнь за пределами Земли во Вселенной.
1.) Загляните в Солнечную систему.
Если на Земле жизнь процветает уже миллиарды лет, то на других планетах, похоже, дела обстоят не так хорошо. Если где-то и есть жизнь, то она, скорее всего, не продвинулась дальше того, что мы считаем очень примитивным состоянием. Марс и Венера, возможно, имели влажное, умеренное, похожее на Землю прошлое, но сегодня Марс холоден и бесплоден, а Венера - это ядовитый, покрытый облаками ад. Метеориты, падающие на Землю, содержат не только аминокислоты, используемые в процессах жизнедеятельности, но и многие другие, которые не участвуют в биологических процессах на Земле. Такие луны, как Европа и Энцелад, вероятно, имеют жидкие подповерхностные океаны, обеспечивающие условия, сходные с гидротермальными источниками - которые, кстати, кишат жизнью - на дне земных океанов.
Хотя мы никогда не находили доказательств существования живых существ, прошлых или настоящих, на других планетах, эта возможность манит. На Марсе есть осадочные породы, образовавшиеся в результате водного прошлого; найдем ли мы там окаменелости при исследовании? У Европы и Энцелада есть целые океаны, которые можно исследовать под поверхностью льда; найдутся ли в их водах микробы или что-то еще лучше? Существуют даже аргументы в пользу того, что диатомовые водоросли, пример примитивных форм жизни, найденные во фрагментах метеоритов, могут иметь внеземное происхождение, а не происходить с Земли. Это наименее развитая форма жизни, которую мы можем себе представить, но у нас есть преимущество в виде множества миров, к которым мы можем получить физический доступ, посетить и измерить. Если примитивная, простая жизнь распространена повсеместно, то достаточно тщательное исследование нашей Солнечной системы позволит обнаружить ее.
2.) Поиск экзопланет вокруг других, близлежащих звезд
За последние 25 лет наука об экзопланетах превратилась из области младенчества в сокровищницу, где, как известно, тысячи планет существуют вокруг звезд за пределами Солнца. Многие из этих миров малы, каменисты и находятся на нужном расстоянии от своих звезд, предполагая, что у них есть атмосферы размером с земную, чтобы иметь жидкую воду на своей поверхности. Мы не сможем обнаружить на них отдельные микробы или окаменелости, как это было бы, если бы в Солнечной системе существовала жизнь, но есть косвенный метод, который мы могли бы использовать, если жизнь сохранится и будет процветать: посмотреть на изменения, которые жизнь вносит в атмосферу чужой планеты.
Земля - единственная известная нам планета, на которой так много молекулярного кислорода: 21% нашей атмосферы составляет O2. Причина этого? Жизнь на протяжении миллиардов лет добавляла в нашу атмосферу этот биологический продукт отходов. Мы считаем кислород необходимым для жизни, но это только потому, что животные эволюционировали, чтобы использовать этот компонент для развития аэробного дыхания и эффективного использования этой обильной молекулы. По мере дальнейшего совершенствования наших технологий мы ожидаем, что сможем измерять молекулярные сигнатуры атмосфер экзопланет, а в перспективе даже напрямую получать изображения экзопланет для поиска облаков, океанов, времен года и озеленения континентов. У нас есть все основания полагать, что устойчивая жизнь на другом мире, если мы, конечно, будем смотреть на него правильным образом, должна быть обнаружена нами в течение этого столетия.
3.) Поиск сигналов разумных инопланетян.
На Земле миллиарды лет существовала одноклеточная жизнь, прежде чем появился первый многоклеточный организм. С момента Кембрийского взрыва, когда возникла сложная, многоклеточная, хорошо дифференцированная жизнь, до появления разумной, технологически развитой цивилизации прошло более 500 миллионов лет. Тем не менее, человечество уже начало передавать сигналы к звездам и достигло того уровня, когда мы могли бы обнаружить сигнатуры разумных инопланетян, если бы они передавались с достаточной мощностью. Поиск внеземного разума (SETI) и его активный аналог METI (для передачи сообщений внеземным разумам) представляют собой поиск инопланетян с наивысшим риском и наивысшей наградой.
В 1960-х годах мы предполагали, что инопланетяне будут пытаться общаться с помощью радиоволн. Спустя 50 лет мы уже не так уверены. Какие типы инопланетных сигналов могут существовать? Как бы мы их расшифровали? Как бы они передавали или принимали межзвездные сигналы? Могут ли они даже, потенциально, быть космической цивилизацией, способной буквально преодолевать огромные межзвездные расстояния? Идеи, подобные проекту Breakthrough Starshot, превратили последнюю возможность из научной фантастики в реальность. Если сигнал - или, еще лучше, космический корабль - прибудет на Землю, это будет означать величайший сдвиг в нашем понимании Вселенной и нашего места в ней с тех пор, как мы впервые обратили свой взор в небо.
Хотя на данный момент это всего лишь предположения, ученые предполагают, что жизнь во Вселенной, вероятно, распространена, причем ингредиенты и возможности для ее возникновения появляются практически везде. Жизнь, которая процветает и поддерживает себя на планете до такой степени, что может изменять свойства ее атмосферы и/или поверхности, может потребовать удачи и, скорее всего, является более редким явлением. Эволюция до превращения в сложные, дифференцированные, многоклеточные существа, вероятно, еще более редкое явление. Что же касается превращения в разумную, технологически развитую цивилизацию, то оно может быть настолько выдающимся, что во всей Вселенной это можем быть только мы. И все же, несмотря на то, насколько различны эти исходы, мы активно ищем все три типа жизни совершенно разными способами. Когда, наконец, будут обнаружены первые признаки инопланетной жизни, какой из них выйдет победителем?
Независимо от того, какой метод принесет дивиденды первым, это будет один из величайших дней в истории жизни на Земле.
#космос #пришельцы #наука #nasa #наса #исследование #роскосмос
