Почему мы не видим инопланетян? В галактике несколько сот миллиардов звёзд, у каждой звезды куча планет, где-то они да должны быть... А во Вселенной миллиарды галактик, неужели их нигде нет?
Прежде всего, необходимо понять, что возникновение жизни, а тем более разумной жизни - в галактике маловероятно. Вероятность всё равно ненулевая, что говорит о том, что такое событие всё-таки возможно, но насколько мала эта вероятность? Чтобы это понять, нам придётся собрать максимальное количество факторов, необходимых для возникновения жизни, и хорошенько посчитать.
Давайте начнём с подходящих звёзд. Из 300 миллиардов звёзд Млечного Пути подавляющее большинство не подходят для зарождения жизни - есть довольно узкая зона в галактике, где это в принципе возможно: ближе к галактическому центру постоянно идут процессы звездообразования и взрывы сверхновых, место весьма неспокойное - любую зародившуюся там жизнь довольно быстро убьёт жесткое излучение, которое сопровождает такие процессы. На самом краю галактики тоже всё плохо - там звёзды имеют меньшую металличность (астрофизики называют металлами всё, что тяжелее гелия), и само по себе формирование твёрдых планет и органических соединений становится невозможным. В обитаемой зоне нашей галактики находится от 20 до 40 миллиардов звёзд, (давайте для упрощения подсчётов посчитаем среднеарифметическое и допустим, что их около 30 миллиардов), что в принципе немало, но есть куча других "но".
Из пригодных по расположению в галактике звёзд придётся сразу выкинуть 75% звёзд - большинство звёзд рождаются парами и вращаются вокруг общего центра масс, и в такой звёздной системе невозможны стабильные орбиты для планет - их либо выкинет из системы, либо зародыши планет грохнутся со свистом на одну из звёзд. Итого у нас остаётся 25% от 30 миллиардов условно подходящих звёзд, а это уже скромные 7,5 миллиардов.
Из оставшихся условно подходящих звёзд придется выкинуть чрезмерно горячие (их обитаемая зона хоть и широкая, но недостаточно металличная - там возможно формирование только газовых планет, планеты с твёрдым ядром просто не сформируются), слишком холодные (у них слишком узкая обитаемая зона, формирование подходящей планеты в ней крайне маловероятно, а чрезмерная близость к звезде означает, что все звездные вспышки будут фатальны для жизни на такой планете) - в итоге, получается что максимум 5% звёзд от оставшихся 7,5 миллиардов могут быть пригодны для зарождения жизни на их планетарных системах (а это уже всего 375 миллионов звёзд)
Далее - требования к планетной системе. Планетарная система должна состоять как из твёрдых планет в обитаемой зоне, так и содержать какой-нибудь газовый гигант на определённом расстоянии - его присутствие необходимо для того, чтобы очистить планетарную систему от мусора - астероидов и зародышей планет, которые могут убить зародившуюся жизнь столкновениями с планетой в обитаемой зоне. В нашей системе такую функцию выполняет Юпитер - он поглотил или выкинул на задворки Солнечной системы почти весь космический мусор своей мощной гравитацией. Какова вероятность формирования именно такой планетарной системы? Этим вопросом никто точно не задавался, но вряд ли эта вероятность превышает 5% - со звёздами примерно так получилось. Выходит, из 375 миллионов звездных систем нам остаётся лишь 18,75 миллионов.
Требования к самой планете: помимо наличия на её поверхности жидкой воды, необходимо еще и очень специфическое магнитное поле - не слишком сильное, как у Юпитера, и не слишком слабое. Магнитное поле Земли защищает нас от высокоэнергетических частиц, исходящих от Солнца, даже МКС вращается внутри этого магнитного поля, иначе долго находящиеся там космонавты погибли бы (лунные миссии длились недостаточно долго, чтобы астронавты хапнули смертельную дозу звёздного излучения). Спутник типа Луны тоже критически необходим - оставшийся космический мусор будет с бОльшей вероятностью врезаться именно в него, чем в более массивную планету-компаньона (тут надо выкурить много орбитальной механики, чтобы понять, почему это так, а не иначе, а для среднестатистического человека орбитальная механика это лютые математические дебри, так что в этой статье подробностей не будет). Нужен определённый угол наклона вращения (у Земли это 23,5 градуса), для смены времён года (не слишком мало и не слишком сильно меняющиеся условия дают хорошую почву для эволюции)
Ещё один крайне маловероятный нюанс - планета должна пережить мощное столкновение с сопоставимым с ней по размерам небесным телом - это необходимо для создания тектонических плит и их движения, иначе будет скучная каменная планетка без океанической коры, а на планете без тектоники литосферных плит вероятность зарождения жизни тоже будет крайне мала - скорее всего, вся планета будет покрыта водой (если вода на ней вообще будет), а для зарождения белковой жизни нужно иное место - этакая временная лужа, то полусухая, то полумокрая. Идеальное место - там, где есть приливы и отливы. Где не слишком мокро и не слишком сухо. Тут приходим к теории происхождения Луны - считается, что Луна возникла в результате столкновения молодой Земли с небесным телом размером с Марс, в результате которого столкновения ядра планет объединились (у Земли аномально большое железное ядро для её размеров, а железное ядро это основа магнитного поля), а часть вещества была выброшена на орбиту, где постепенно слепилась в Луну. И благодаря этому событию на Земле есть и подходящее магнитное поле, и тектоника литосферных плит, и приливы с отливами, плюс защита от подавляющего большинства астероидов - попасть именно в Землю в бинарной планетной системе крайне затруднительно - астероид или столкнётся с Луной, или будет выкинут за пределы системы "Земля-Луна". Какова вероятность именно такого столкновения планет в молодой планетарной системе? Подозреваю, что это уже доли процента... Помните, сколько у нас оставалось условно пригодных звёздных систем? 18,75 миллионов. Давайте умножим это число на 0,1% вероятности события, описанном в этом абзаце (и то многовато, я считаю) - и получим уже очень скромные 18 тысяч 750 условно пригодных для жизни звёздных систем...
Однако, столкновения с массивными астероидами периодически необходимы для уже зародившейся жизни - если экосистема приходит к равновесию в результате развития определённых жизненных форм - эволюция останавливается. Периодические глобальные встряски крайне необходимы для ускорения эволюции. И такие события иногда на Земле происходили - считается, что именно они ответственны за Кембрийский взрыв (лавинообразное увеличение количества видов), за вымирание динозавров (это дало возможность развиваться нашим предкам - млекопитающим), и за многие другие события. Была бы Луна чуть больше или чуть меньше - вероятность таких событий была бы крайне низка для зарождения именно разумной жизни.
Помимо вышеописанных необходимых событий - подходящая для жизни звёздно-планетарная система не должна пережить другие фатальные события в течение миллиардов лет - например, взрыв сверхновой в радиусе нескольких миллионов световых лет (если такое произойдёт в должном радиусе от нашей Земли - с нашей планеты сорвёт атмосферу потоком высокоэнергетического излучения, например). Также не должно пролететь через эту систему никакое массивное тело - блуждающая планета массой с Юпитер или больше (а их в галактике навалом), блуждающая звезда, выкинутая из двойной-тройной системы, блуждающая чёрная дыра, нейтронная звезда и так далее. Своей гравитацией это тело сломает все орбиты наших планет. При компьютерной симуляции такого события Земля со стопроцентной вероятностью сойдёт с круговой орбиты и будет выброшена из зоны обитаемости, а в некоторых случаях будет депортирована и из солнечной системы... Да и галактика с нашей уютной звездой должна не столкнуться с другой галактикой - а как мы знаем, в наш Млечный Путь на всех парах летит галактика Андромеда, и столкновение галактик начнётся уже через 4 миллиарда лет - чуть раньше, чем погаснет Солнце.
Собственно, зародившаяся жизнь вообще не обязана быть разумной - первые 800 миллионов лет Землю населяли анаэробные цианобактерии, которые используя фотосинтез, разлагали находящиеся в океане оксиды железа (Fe2O3) на железо и кислород в процессе своей жизнедеятельности. Именно они ответственны за появление огромного количества кислорода на нашей планете. Да и вообще, бесклеточная и одноклеточная жизнь отлично себя чувствовала в течение сотен миллионов лет, пока какая-то бактерия не слопала другую, но не переварила. Не переварившаяся бактерия почему-то отключила 95% своего генома, сосредоточившись на поставке одноклеточному организму энергии в виде кислоты АТФ, став митохондрией. Это событие вообще было из ряда вон выходящим, его вероятность вообще стремится к нулю, но оно таки произошло на Земле. В результате жизнь смогла приобрести иные, более сложные и многоклеточные формы и даже отказаться от фотосинтеза. У одноклеточных есть предел по размерам.
Многоклеточная жизнь в течение миллиардов лет не торопилась становиться разумной - только определённые события в жизни приматов высвободили часть ресурсов мозга на мыслительную деятельность, и в результате жизнь стала разумной. Если всё время от Большого Взрыва до сегодняшнего дня представить в виде суток, жизнь существует на этом циферблате только последние пять минут, а человечество - вообще пару секунд.
Какова вероятность того, что подобные процессы произойдут в оставшихся условно пригодных звёздно-планетарных системах? Она конечно ненулевая, но крайне низкая, и вполне вероятно, что в нескольких звёздных системах такая цепочка событий всё-таки могла произойти. В оставшихся нам для подсчетов 18 тысячах звёзд - всё это крайне маловероятно, но давайте допустим, что всё это произошло в сотне звёздно-планетарных систем. Мало обрести разум, мало выйти в космос, нужно ещё ухитриться себя не уничтожить ядерными войнами и другими техногенными катаклизмами. А чтобы перебраться из одной звёздной системы в другую - нужно затратить чудовищное количество ресурсов. И если инопланетяне достигли для этого достаточного уровня развития и умудрились не самоуничтожиться - наша звезда будет им малоинтересна, и вот почему:
Представьте, что вы решили покинуть свою звёздную систему по причине того, что поняли, что ваше Солнце входит в завершающую стадию своей эволюции, в скором времени превратится в красного гиганта и пожрёт своими размерами все планеты в обитаемой зоне. Вам надо куда-то улетать, а поскольку переселение в другую звёздную систему очень ресурсозатратно - делать это желательно как можно реже. Раз в несколько миллиардов лет - это уже слишком часто. Поэтому самыми привлекательными для инопланетян будут стабильные звёзды, возле которых можно существовать почти неограниченно долгое время - а это только один тип звёзд - белые карлики, медленно остывающие ядра когда-то больших и жарких звёзд. Белые карлики будут остывать еще долгие десятки миллиардов лет, но опять же - не всякий белый карлик подойдёт - магнитное поле, подходящая планета в зоне обитаемости и многое другое... Именно в сторону весьма ограниченного числа белых карликов и будут пристально смотреть инопланетяне, именно там они и захотят поселиться на долгое время. Сказки о порабощении инопланетянами человечества в собственных меркантильных целях - всего лишь сказки, выгода от такого порабощения вряд ли перекроет затраты на переселение в нашу звёздную систему.
Наши же возможности пока позволяют наблюдать наличие экзопланет в других звёздных системах, а вот наличие на этих планетах хоть какой-то жизни, хоть разумной, хоть неразумной - пока наблюдать не представляется возможным. И хоть вероятность существования инопланетян ненулевая - она крайне низкая. Если перемножить низкую вероятность их существования на почти нулевую вероятность их желания посетить Солнечную систему - вполне понятно, почему мы их до сих пор не увидели.
Другие статьи на космическую тематику:
