Поиск жизни за пределами Земли на самом деле только начинается, но у науки есть обнадеживающий ранний ответ: в галактике множество планет, многие из которых похожи на нашу собственную. Но то, чего мы не знаем, заполняет тома.
Наблюдения с земли и из космоса подтвердили существование тысяч планет за пределами нашей солнечной системы триллионы.
Так где же все?
Жуткая тишина Вселенной имеет собственное название – "парадокс Ферми". Физик Энрико Ферми, как известно, задал вопрос: "Где все?" Даже при малых скоростях перемещения миллиарды лет существования Вселенной дают достаточно времени для того, чтобы разумные, технологические формы жизни пересекли галактику. Почему же тогда в космосе так тихо?
Между тем, открытия экзопланет за последние два десятилетия заполнили несколько слагаемых в широко обсуждаемом уравнении Дрейка - цепочке чисел, которая однажды может сказать нам, сколько разумных цивилизаций мы можем ожидать обнаружить. Большинство его терминов остаются незаполненными – доля планет с жизнью, с разумной жизнью, с обнаруживаемыми технологиями, – но само уравнение предполагает, что однажды мы можем прийти к ответу. Это вселяет, по крайней мере, немного больше надежды, чем молчание Ферми.
Мы стоим на перепутье в поисках жизни. Мы обнаружили тысячи планет в нашей галактике Млечный Путь, большая часть из них имеет размеры Земли и вращается в "обитаемых зонах" своих звезд – расстоянии от звезды, на котором на поверхности может существовать жидкая вода. Мы знаем, что в галактике, вероятно, триллионы планет. Наши телескопы в космосе и на земле, а также наши технологии дистанционного зондирования становятся все более мощными. Пока единственная известная нам жизнь находится прямо здесь, у нас дома. В данный момент мы смотрим в пустоту, надеясь, что кто-то смотрит в ответ.
А что дальше?
Часто задаваемый вопрос, на который пока нет ответа, заключается в том, обнаружим ли мы первые признаки жизни на другом теле в пределах нашей солнечной системы или на экзопланете - планете, вращающейся вокруг другой звезды.
Преимуществом исследования Солнечной системы является высадка на планеты, луны или астероиды и сбор образцов для анализа. Для планет за пределами нашей Солнечной системы должно быть достаточно дистанционного обнаружения признаков жизни.
Мэри Войтек, которая является директором астробиологической программы НАСА в штаб-квартире агентства в Вашингтоне заявила, что у нас могут быть веские основания ожидать, что первое обнаружение будет сделано на экзопланете.
Хотя планеты солнечной системы более доступны напрямую, поиск жизни среди них сопряжен с огромными техническими проблемами - ищем ли мы жизнь на Марсе или на спутнике Юпитера, Европе или Энцеладе Сатурна.
По ее словам, лучшая надежда на Марс - это его недра. Точного ответа, когда мы попадем туда, она не назвала.
“Конечно, мы надеемся, что в краткосрочной перспективе [телескоп Уэбба] сможет обнаружить биосигнальные газы в атмосферах пары земных миров”, - сказал Майкл Уэй, ученый-физик из Института космических исследований имени Годдарда НАСА в Нью-Йорке, который создает компьютерные модели возможных атмосфер экзопланет.
Также большие надежды возлагаются на следующее поколение наземных телескопов, массивных приборов шириной 100 или 130 футов (30 или 40 метров).
“Мне не совсем ясно, будут ли приборы, которые появятся в сети в начале 2030-х годов, способны на это или нет”, - сказал Уэй. “Есть расчеты, которые показывают, что это возможно”.
Еще дальше одна из самых ожидаемых технологий поиска жизни - космический телескоп возможного будущего, обсерватория обитаемых миров НАСА. Сейчас это предложение находится на ранней концептуальной стадии и является ответом на рекомендации Национальной академии наук в рамках “десятилетнего обзора”, опубликованного в 2021 году. В нем изложены научные приоритеты на предстоящее десятилетие, включая открытие и разведку обитаемых планет.
Возможности обсерватории в области визуализации, значительно превосходящие возможности любого существующего космического телескопа, будут использоваться для наблюдения за 25 планетами, потенциально похожими на Землю, в поисках признаков жизни.
Подобные инициативы в сочетании с предстоящими миссиями, такими как возвращение образцов с Марса НАСА и исследование ледяных лун во внешней части Солнечной системы, представляют собой поворотный момент для нашего вида, сказал Шон Домагал-Голдман, научный сотрудник программы НАСА, ответственный за раннюю разработку концепции миссии "Обитаемые миры".
“Мы собираемся рассказать историю жизни в космосе, используя эту беспрецедентную возможность получения изображений – для изучения долгосрочной эволюции галактик, звезд, из которых они состоят, вещества, из которого состоят эти звезды, и для того, чтобы помочь нам понять, как возникли пригодные для жизни миры”, - сказал он. “И мы собираемся искать признаки жизни на этих пригодных для жизни мирах”.
Более экзотические идеи на десятилетия или даже столетия вперед остаются спекулятивными, но включают отправку зондов в другие звездные системы. Одна из концепций частного сектора, получившая название Breakthrough Starshot, предполагает использование лазеров для разгона флотилии крошечных зондов “light sail” до скорости, равной доле скорости света, возможно, для достижения ближайшей звезды, Проксимы Центавра, через 20-30 лет.
Но отправка людей в другие звездные системы, по словам Уэй, прочно остается в сфере научной фантастики. Хотя дальнейшее освоение Солнечной системы человеком в ближайшие десятилетия кажется вполне достижимым, никакая существующая или планируемая технология не сможет сохранить человеческую жизнь на десятки тысяч лет, которые могут потребоваться для достижения другой звезды.
Кратчайшим путем к поиску жизни, конечно, было бы получение сигналов или свидетельств разумной жизни. “Техносигналы”, или признаки технологической цивилизации, привлекают все большее внимание ученых НАСА и всего мира.
Поиск не будет ограничен радиосигналами или даже более широким спектром света. Они могут включать свидетельства загрязнения или искусственных химических веществ в атмосферах экзопланет, “городские огни” на ночной стороне планеты, большие искусственные сооружения, проходящие перед звездой, созвездия спутников или отработанное тепло, обнаруживаемое в виде инфракрасного излучения.
“Развитые цивилизации, любые цивилизации, использующие энергию, должны выделять ненужное тепло”, - сказал Рави Коппарапу, исследователь Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, который большую часть своей работы уделяет поиску техносигналов, не связанных с радио.
Чем бы ни закончились поиски, что бы ни было найдено, астроном Джилл Тартер, одна из самых известных в мире исследователей разумной жизни за пределами Земли, надеется, что это подтолкнет человечество к тому, что она называет ”космической перспективой".
“Мы все земляне”, - сказала она. “Космическая перспектива делает различия между людьми тривиальными. Поэтому нам нужно стать землянами и вести себя соответственно ”.
В очень отдаленном будущем саму Землю, конечно же, ожидает ее гибель. Примерно через пять миллиардов лет наше умирающее Солнце должно превратиться в красного гиганта, поглотив некоторые из ближайших планет и, возможно, Землю вместе с ними. К тому времени все более горячее Солнце в любом случае давно сделало бы нашу планету непригодной для жизни.
Завершит ли это нашу главу в космической истории жизни? Возможно, нет. Если человечество не вымерло к тому времени, мы могли бы мигрировать в другую планетную систему.
“Предполагая, что мы тем временем не уничтожим себя, мы найдем способ отправиться куда-нибудь еще”, - сказал Уэй.