В предыдущих статьях я рассмотрел ключевые на мой взгляд два фактора, определяющие доминирующую, выигрышную стратегию поведения в космосе: вероятность появления жизни и сложность межзвездных перелётов. Далее я хочу подробнее обсудить каждый из них, а также упомянуть и другие важные детали нашего мира.
Зарождение жизни
Ранее я уже писал о том, что скорее всего жизнь на других планетах будет крайне похожа на нашу по химическому составу: вода - самый распространенный растворитель во вселенной, да и к тому же обладающий рядом уникальных параметров; углерод - достаточно распространенный элемент, но, самое главное, образующий наиболее сложные молекулы, необходимые для жизненных процессов. Вероятно, что даже природа кодирующих молекул будет близка к нашим азотистым основаниями - они прошли физико-химический естественный отбор и подчинили своим стремлениям всю остальную органику на планете.
Эти и другие выводы о неслучайности основных свойств живой материи позволяют нам оценивать вероятность зарождения жизни, опираясь на данные об эволюции земных организмов. Многие люди считают слишком грубым решением так опираться на случай одной планеты, но, если аккуратно работать с общими следствиями из законов физики, то эти умозаключения могут иметь смысл.
На мой взгляд, появление в жизни во вселенной - не самое редкое событие, если рассматривать планеты и звездные системы в обитаемых зонах. Обитаемость планет прежде всего зависит от яркости звезды и расстояния до неё. Если этот баланс нарушен, на планете слишком жарко или слишком холодно для образования биоорганических соединений (наличие двух или трёх звезд в системе осложнит ситуацию, но трудно сказать, насколько). Обитаемость звездных систем зависит от плотности звездного окружения и дальности от центра галактики. В центре галактики жизни будет тяжело: большое количество радиации будет мешать развитию сложных форм жизни. Вдали появление жизни тоже будет осложнено в связи с малым количеством тяжелых элементов, важных катализаторов и кофакторов некоторых реакций.
Помимо обитаемости, важны размер планеты и её состав. Ожидать появления сложных молекул на газовых гигантах даже в пределах обитаемой зоны не стоит, да и отсутствие твердой фазы усложняет наиболее выгодное развитие на границе фаз. Слишком маленькие каменистые планеты не могут удержать атмосферу, а значит накопление воды и органических веществ в них осложнено. Наконец, важно наличие сильного магнитного поля, которое делает поверхность планеты более мягкой в плане излучения. Отдельно стоит упомянуть случай "Пандоры", то есть крупного спутника газового гиганта в зоне обитаемости. Появление там жизни будет возможно, однако, из-за большой длительности суток, а, значит, большего контраста температур и меньшей скорости смены циклов, скорость развития там будет существенно ниже.
Важно и соотношение площади суши и океана: зарождение жизни, скорее всего происходило на границе трёх фаз: твердой, жидкой и газообразной. Не без участия, впрочем и продуктов полученных при помощи четвертой фазы - плазмы (можно считать, что жизнь требует взаимодействия всех четырёх классических элементов). Если не будет крупных водоёмов и поверхность планеты будет слишком сухой, то растворенных веществ будет слишком мало для прохождения реакций. Впрочем, это не такой жестокий для жизни вариант, как отсутствие суши совсем. В данном сценарии жизнь вообще не сможет возникнуть из-за того, что любое синтезированное вещество будет диффундировать в огромный объём океана, а при низких концентрациях большинство реакций просто не пройдет.
Барьеры развития
Однако, даже если жизнь действительно появляется нередко, есть несколько этапов, на которых её развитие может замедлиться или вовсе застопориться из-за физических ограничений, упомянутых выше.
Первый барьер, на котором всё вполне может остановиться - появление водного фотосинтеза. В своё время появление живых систем, способных забирать протоны для фотосинтеза из наиболее распространенного растворителя - воды, произвело буквально метаболическую революцию. Раньше, когда протоны нужно было брать из более редких источников, таких как сероводород, жизнь в бескрайнем океане скорее всего была представлена в виде редких оазисов. Цианобактерии, совместившие две фотосистемы, обрели возможность производить органику почти в любом достаточно освещенном и сыром месте. Правда, побочный продукт такого фотосинтеза был крайне токсичен для многих форм жизни: химически активный кислород оказался опасным ядом для тех, кто привык жить в его отсутствии. И это было не единственным последствием бесконечного роста цианобактерий: снижение количества углекислого газа в атмосфере, известного своим парниковым эффектом, вызвало жестко похолодание. Согласно некоторым моделям, на некоторое время вся планета покрылась льдом, обратившись в огромный снежок. Если по какой-то причине подобная химическая система не появится, жизнь так и останется редким на планете явлением.
Появление многоклеточных форм само по себе не выглядит сложным процессом. Если жизнь пройдет предыдущий барьер, наверняка весь океан заполнится со временем аналогами многоклеточных животных, растений и грибов. Однако, выход на сушу может оказаться на порядок труднее. Во-первых, отсутствие спутника, а значит и приливов, сократит важную для эволюцию переходную зону из-за исчезновения литорали. Да, ещё останутся болота, но мы пока не знаем, что было важнее на нашей планете. Во-вторых, отсутствие магнитосферы, если даже не будет критично на предыдущих этапах, здесь точно проявит себя. Жесткое излучение затруднит или даже сделает невозможным появление земноводных форм жизни. В-третьих, если планета окажется в приливном захвате, обитаемая суша может оказаться слишком жестоким местом для сложных наземных форм.
Появление цивилизации у первично-водных видов очень маловероятно из-за отсутствия острой необходимости обитать на границе раздела фаз, поэтому с точки зрения долгосрочного развития в космосе, жизнь, где сложных наземных форм не будет, не будет играть никакой роли.
Если же эти барьеры будут преодолены местной жизнью, дальше появление цивилизации из-за неизбежного отбора на интеллект будет вопросом времени. Возможно, имеющегося времени до взрыва звезды и не хватит, но если условия будут крайне похожи на земные, то ожидаемое время будет сопоставимо, а, значит, появится и цивилизация. Дальнейшие ограничения развития, связанные уже с космическими ограничениями, я рассмотрю в следующей части этой статьи.
#космос #эволюция #инопланетнаяжизнь #инопланетныецивилизации
