Google+
Киношедевры: Кинг-Конг КЛАССИКИ. ФРЭНК ГЕРБЕРТ ИНТЕРПРЕТАЦИИ «АЛИСЫ В CТРАНЕ ЧУДЕС» История ядов
Версия для печатиФутурология: Футурология. Жизнь на других планетах
Кратко о статье: Различные исследования раз за разом приводят нас к мысли, что никаких «зеленых человечков» в пределах Солнечной системы нет. Привычные нам белковые формы жизни, вполне возможно, могли бы развиться на далеких планетах, соответствующих определенным и достаточно жестким условиям. Каким? Читайте в материале Михаила Попова.

Кто там?

Жизнь на других планетах

Червяк: «Знать бы только, есть ли червяки на других планетах, — и ничего больше мне не надо».

Карел Чапек

Есть ли жизнь на других планетах? Это главный вопрос, с которого пошла вся научная фантастика. Высшие, разумные формы чужой жизни чаще всего изображаются человекообразными. А вот облик инопланетных животных, как правило, создается по принципу «чем чуднее, тем лучше». Но за всем этим буйством фантазии скрывается один простой факт мы не имеем ни малейшего представления о том, какие создания живут в других мирах и могут ли они существовать вообще. А если могут, то где и как?

Одни ученые смотрят в космос через телескоп и терпеливо ждут, пока им оттуда помашут ручкой. Другие крутят пальцами у висков и заявляют, что высшей формой инопланетной органики может быть разве что молекула спирта. Третьи протирают этим самым спиртом зонды, чтобы «не занести земные бактерии в хрупкую марсианскую экосистему». Кому же верить?

Обитаемое Солнце

Кто первым задумался о существовании жизни на других планетах? Вероятнее всего, это были древние греки. Фалес и его ученик Анаксимандр в 7—6 веках до нашей эры верили в бесконечность вселенной и выводили отсюда мысль о бесконечности обитаемых миров (хотя Аристотель и Птолемей позднее разработали теорию геоцентризма — «Земля в центре мира» — и на многие века похоронили идею поиска иной жизни).

Талмуд солидарен с греками и говорит о 18000 обитаемых миров. Кроме того, иудаизм учит, что внеземные существа лишены свободы воли и не похожи на нас с вами точно так же, как морские твари отличаются от сухопутных.

Низшая и высшая инопланетная фауна, с которой лучше не встречаться — смертельный вирус (на рисунке слева — иммуннодефицита) и Чужой.

В средневековой Европе подобные идеи, естественно, не одобрялись. Джон Мильтон в «Потерянном рае» осторожно предполагал, что инопланетная жизнь должна быть двуполой. Ученые были смелее. Чешский астроном Антонин Мария Ширлеус (17 век) говорил, что «...если на Юпитере есть жители, то они должны быть крупнее и красивее обитателей Земли, исходя из пропорций этих двух сфер».

На Луне, возможно, есть материки, поля и обитатели; на ней видны неправильные пятна, облакам подобные; из облаков дожди, быть может, падают, производя в размякшей почве разные плоды кому-нибудь на пищу. Может быть, ты обнаружишь в глубине пространств иные солнца, в окруженье лун, мужские посылающих лучи и женские; великие два пола одушевляют мировой простор, и не исключено, что населяют создания живые все миры.

Джон Мильтон, «Потерянный рай» (1667)

К 18—19 векам почти все образованные люди были убеждены, что на планетах солнечной системы, и, вероятно, других звездных систем есть жизнь. В это верили и Бенджамин Франклин, и Эммануил Кант. Некоторые энтузиасты доказывали, что обитаемо даже Солнце!

Шумиха улеглась лишь в 20 веке, когда аппараты, отправленные к Марсу и Венере, никого там не встретили. Научная программа SETI (поиск внеземного разума) почти за 40 лет своего существования тоже не принесла результатов. Интерес людей к «братьям по разуму» существенно охладел и утратил масштабность. Сейчас ученые спорят уже не столько о зеленых человечках, сколько об инопланетных микробах и бактериях.

Это интересно
  • В настоящее время за пределами Солнечной системы найдено 173 планеты.
  • Углерод — удивительное вещество. У него наивысшая среди всех других элементов таблицы Менделеева температура плавления/сублимации. Он принимает множество обликов (от алмаза до графита). Из него можно изготавливать глюкозу и цианид. Алмазные нанотрубки — самая твердая структура, известная человеку. В соединении с кислородом углерод образует углекислый газ, без которого невозможно существование растений. В соединении с водородом получается углеводородное топливо, а с железом — сталь.
  • Метеорит ALH84001 является центральным элементом в сюжете романа Дэна Брауна «Точка обмана» (2001).
  • Не так давно в атмосфере Марса был обнаружен метан — быстрораспадающийся газ, который может означать присутствие живых организмов (так как вулканов на Марсе нет).
  • В фантастике кровь инопланетян часто имеет медную основу и зеленый цвет. На самом деле подобные «пришельцы» есть и на Земле. Кровь моллюсков (например, осьминогов), высших ракообразных и некоторых паукообразных основана не на «железном» гемоглобине, а на «медном» гемоцианине. В окисленном виде она имеет синий цвет, а в чистом — прозрачна.

Углеродные нанотрубки — перспективный материал для троса «космического лифта». Пока что 1 грамм волокна стоит 25 долларов.

Химия и жизнь

Жизнь в ее земном варианте основана на двух веществах — воде и углероде. Последний отличается способностью вступать во множество соединений с другими элементами (около 10 миллионов вариантов), а вода, в свою очередь, служит оптимальной средой для возникновения новых видов органики. Именно поэтому многие склонны считать, что инопланетные формы жизни наверняка окажутся водно-углеродными.

Восемь аллотропных форм углерода (аллотропия — существование одного и того же элемента в виде различных по свойствам и строению структур).

В качестве альтернативы углероду чаще всего предлагается кремний — элемент, по своим свойствам напоминающий углерод. Увы, сложные кремниевые соединения обычно не отличаются стабильностью и вряд ли могут стать полноценными участниками биохимических процессов в водной среде.

Из всех сложных веществ, присутствующих в межзвездном пространстве, к 1998 году было распознано 84 соединения углерода и всего 8 соединений кремния (причем 4 из них имели в своем составе углерод).

Впрочем, кремний легко может оказаться важной составной частью какой-либо сложной органической структуры. Пример из реальной жизни — микроскопические диатомовые водоросли, имеющие твердый кремниевый панцирь.

Азот и фосфор — также кандидаты на звание «первоосновы» неземной жизни. Каждый из них в отдельности мало подходит для этого, но в соединениях друг с другом они способны образовывать длинные молекулярные цепочки, которые (теоретически) могут развиться в какую-нибудь недружелюбную космическую гадость.

Атмосфера Земли содержит примерно 80% азота, однако в чистом виде этот газ почти инертен. Некоторые растения (к примеру, бобовые) научились использовать чистый молекулярный азот, отдавая его на переработку бактериям-симбионтам, живущим в их корнях, но в целом для органики он бесполезен.

Кремний, фосфор, сера. Представьте, что все это вдруг ожило.

Иногда в качестве альтернативы кислороду предлагается хлор (на других планетах его мало, и он вряд ли сможет находится там в свободной форме), а вместо углерода — сера. Последняя, впрочем, имеет те же недостатки, что и кремний.

Около морских гидротермальных скважин на глубине 2,5 километров живут серные бактерии. Они «питаются» сероводородом, разлагая его в серу, которая далее превращается в серную кислоту.

Жидкий аммиак — интересная альтернатива воде. Он обладает некоторыми похожими свойствами (легко растворяет органику и некоторые металлы) и в нем могут протекать самые различные химические реакции.

Аммиачная биосфера будет выглядеть очень необычно. Дело в том, что земная жизнь существует в довольно узком диапазоне температур. При нормальном давлении температура кипения жидкого аммиака колеблется от -78 до -33 градусов по шкале Цельсия. На таком холоде скорость химических реакций резко падает, что сводит к минимуму вероятность появления даже самых примитивных органических соединений.

Аммиак может сохранять жидкое состояние и при «обычной» температуре, однако для этого требуется давление примерно в 60 атмосфер, которое также не идет на пользу инопланетной эволюции. Впрочем, Айзек Азимов — биохимик по образованию — считал, что сложные липиды (жировые вещества) вполне могут заменять собой протеиновые белки и стать основой для жизни даже в таких агрессивных средах, как жидкий метан или водород.

Иголка в стоге сена

Рентгеновский снимок центра нашей Галактики. Ярко-белая точка — сгусток звезд вокруг огромной черной дыры.

Вряд ли можно с достаточной долей уверенности рассуждать об условиях возникновения жизни в ее азотной или любой другой экзотической форме. Зато о белковых существах мы знаем достаточно много, чтобы попытаться хотя бы заочно «обнаружить» их среди звезд.

Прописка во вселенной: звезде с планетой — кандидатом на «обитаемость» лучше находиться подальше от спиральных рукавов галактик, где чаще всего вспыхивают сверхновые. Нежелательна и близость к центру Галактики — источнику мощной радиации. Кроме того, предполагается, что в ядрах большинства галактик находятся сверхмассивные черные дыры.

В этом смысле Солнцу повезло — оно занимает практически идеальную круглую орбиту на расстоянии 8 килопарсеков от центра Галактики, неподалеку от спирали Ориона.

Звезда должна быть богатой на металлы. Больше всего таких светил находится около ядра нашей Галактики, что в очередной раз говорит о маловероятности существования планеты земного типа в ее рукавах. Вокруг бедных, «неметаллических» звезд формируются лишь газовые гиганты.

Галактика «Млечный Путь», вид сверху. Рисунок с сайта NASA.

Обитаемая зона — гипотетическая сфера вокруг звезды, внутри которой могут располагаться «каменные» планеты земной группы с жидкой водой (вблизи от светила она испарится, вдали — замерзнет). Чтобы обитаемая зона была стабильной, звезда не должна резко менять яркость. В пределах обитаемой зоны также не должно быть газового гиганта, иначе он помешает формированию «каменных» планет.

Горячие звезды типа Сириуса или Веги — не самый удачный вариант. Их обитаемые зоны начинаются слишком далеко, чтобы там могли появиться «каменные» планеты. На большом расстоянии от светил обычно находятся газовые гиганты. Их спутники иногда подходят на роль «Новой Земли», однако ультрафиолетовое излучение горячих звезд так велико, что атмосферы этих небесных тел будут сильно ионизированы. Наконец, горячая звезда живет сравнительно недолго и превращается в красного гиганта (как Антарес), поглощая свои планеты.

С холодными звездами дела обстоят не лучше. Их обитаемая зона невелика, и шансов на то, что в нее попадут подходящие планеты, очень мало. Для жизни больше всего подходят планеты вокруг желтых звезд типа «G» — таких, как наше Солнце. К сожалению, в нашей Галактике подобных светил очень мало (около 5%). Примерно 90% звезд — холодные и тусклые красные карлики. К таковым относится наша «соседка» — Проксима Центавра, и еще 20 из 30 ближайших звезд. Так что поблизости от Солнца белковой жизни, скорее всего, нет.

Инфракрасный снимок звезды GQ Lupi (400 световых лет от Земли) и ее планеты — газового гиганта (точка справа).

Планета, как бы тривиально это ни звучало, должна быть не большой и не маленькой. Планеты с небольшой массой имеют очень слабую атмосферу (при давлении в 0,006 от земного вода уже не может становиться жидкой), они холодны и геологически мертвы.

Без тектонической активности не будут протекать химические реакции (например, по образованию атмосферы). Одним из факторов такой активности является массивный спутник типа нашей Луны, который, вдобавок, стабилизирует ось вращения планеты, а следовательно, и климат. Спутник будет принимать на себя часть астероидов (ученые также считают, что немалую защитную роль играют газовые гиганты, как наш Юпитер). Обязательно и наличие собственного магнитного поля — «зонтика» от радиации.

Планета должна вращаться вокруг солнца по круглой орбите. Вытянутые траектории станут причиной сезонных скачков температур. К примеру, Земля идет вокруг Солнца почти по ровному кругу (эксцентричность — 0,02). То же самое касается остальных планет Солнечной системы, кроме Плутона и Меркурия. Зато все известные планеты на других звездах движутся по эллиптическим орбитам (эксцентричность около 0,25). Углы наклона планетарной оси, отличные от земного (от 21 до 24 градусов), также говорят о слишком контрастном климате.

Правило «маленькая планета — мертвая планета» не относится к спутникам газовых гигантов. На Титане (спутник Сатурна) имеется плотная атмосфера. Спутники Юпитера также небезнадежны: Ио вулканически активна, а Европа покрыта слоем льда, под которым, возможно, есть соленое море.

Европа. Светлая точка в нижней части — кратер Пвул (по имени кельтского подземного божества), место с самым тонким льдом.

Бороться и искать

Итоги? Органика земного типа на ближайших к нам звездах отсутствует, а насчет небелковой формы жизни люди будут теоретизировать еще очень долго — по крайней мере, до тех пор, пока не вырвутся за пределы Солнечной системы. В настоящее время нам остается лишь искать микроорганизмы на соседних планетах.

Метеорит ALH84001 — общий вид и под микроскопом.

Долина Ares Valles — одна из самых каменистых на Марсе.

Самым доступным объектом исследований остается Марс. В декабре 1984 года в Антарктике обнаружили метеорит номер ALH84001, который совершенно точно прилетел с Марса примерно 15 миллионов лет назад (выброшен с его поверхности взрывом от падения крупного астероида). На срезе под электронным микроскопом обнаружились упорядоченные структуры, подозрительно похожие на окаменевшие бактерии. Это обстоятельство подстегнуло старые дискуссии о том, что жизнь на нашу планету была занесена извне, возможно, даже с Марса.

К величайшему сожалению, миссия Европейского космического агентства «Марс экспресс», предпринятая в 2003 году, частично провалилась. Исследовательский аппарат «Бигль 2», который должен был наконец-то доказать или опровергнуть наличие жизни на Марсе, разбился при посадке.

Немалые надежды возлагаются на Титан — одну из лун Сатурна. В 1997 году зонд «Гюйгенс» с аппарата «Кассини» посетил этот спутник и впервые передал на Землю подробную информацию о нем.

Гюйгенс на Титане. Художник ошибся — в этом месте Сатурн никогда не восходит над горизонтом.

Размер — чуть больше Меркурия. Плотная атмосфера из азота (98,4%). Температура на поверхности — минус 179 градусов Цельсия. Оранжевая дымка в воздухе. Холмы из льда. Реки из метана. Считается, что это очень неплохие условия для появления простейших форм жизни.

Фотография поверхности Титана. Небольшие (до 15 сантиметров) куски льда, бурое небо.

В романе Хайнлайна «Кукловоды» инопланетяне, пытающиеся завоевать Землю, основали форпост именно на Титане. В фильме «Гаттака» (1997) главный герой прибегал к невероятным ухищрениям, чтобы попасть в состав экспедиции на Титан.

Еще интереснее на Европе (спутник Юпитера). Атмосфера у нее тонкая, кислородная. Температура на экваторе — минус 163 градуса Цельсия. Поверхность изрезанная, но высоких гор нет. Под небольшим слоем пыли скрыт ледяной покров толщиной до 100 километров. Но там, где действуют гейзеры горячей воды либо недавно падали крупные метеориты, находятся плоские ледяные линзы толщиной около 30 метров. А под ними — глубокий соленый океан, который никогда не замерзает из-за вулканической активности на дне. Ученые уже давно мечтают запустить буровой зонд в этот океан, ведь там могут обитать такие твари, которые не снились даже Лавкрафту!

Атомный «криобот» подо льдом Европы.

Наконец, совсем недавно — 5 марта 2006 — ученые сообщили, что зонд «Кассини» обнаружил на спутнике Сатурна Энцеладе настоящие гейзеры холодной воды. Извергаясь, вода моментально замерзает. В условиях низкой гравитации куски льда выбрасываются вверх на сотни километров. Часть из них падает обратно, а часть включается в состав колец Сатурна.

Это реальность. А как насчет фантастики? Инопланетной жизни там с избытком. Герберт Уэллс пугал нас марсианским красным мхом. В Плоском мире Терри Пратчетта живут тролли — существа с кремниевой органикой, питающиеся камнями (для этого у них есть алмазные зубы). Грегори Бенфорд описывал жизнь на комете, активизирующуюся с ее приближением к Солнцу («Сердце кометы», 1986), а знаменитый астрофизик Фред Хойл, автор термина «Большой Взрыв», написал роман «Черное облако» (1957), в котором фигурировало огромное скопление космической пыли, обладавшее коллективным интеллектом.

В романе физика Роберта Форварда «Камелот 30К» на отдаленном астероиде в облаке Оорта (окраины Солнечной системы) существовала экосистема, основанная на фтороуглероде, и даже разумные существа, создавшие культуру вроде английской времен короля Артура. Тот же автор описывал и ядерную форму жизни, существующую на поверхности нейтронных звезд («Яйцо дракона», «Звездотрясение»). Но дальше всего шагнул Стивен Бакстер — в его цикле «Ксили» имелась фотонная жизнь, населявшая гравитационные колодцы звезд.

Не обходилось и без юмора. Дэвид Духовны в фильме «Эволюция» (2001) боролся с инопланетной живностью (с азотным метаболизмом), отравляя ее селеном из шампуня Head & Shoulders.

* * *

Очевидно только одно — высокоразвитых организмов на других планетах Солнечной системы, увы, нет. Скорее всего, если инопланетная жизнь и существует, то где-то очень-очень далеко. Она должна быть совершенно не похожа на земную органику, поэтому о ее облике мы можем фантазировать сколько угодно. Все равно не угадаем.

Поиск собратьев по разуму на далеких звездах — может быть, и неблагодарное, но, по крайней мере, достойное занятие. Ведь даже в шутке есть доля правды: «Чтобы человек жил с высоко поднятой головой, ему необходимо увлекаться астрономией».

Комментарии к статье
Для написания комментария к статье необходимо зарегистрироваться и авторизоваться на форуме, после чего - перейти на сайт
РАССЫЛКА
Новости МФ
Подписаться
Статьи МФ
Подписаться
Новый номер
В ПРОДАЖЕ С
24 ноября 2015
ноябрь октябрь
МФ Опрос
[последний опрос] Что вы делаете на этом старом сайте?
наши издания

Mobi.ru - экспертный сайт о цифровой технике
www.Mobi.ru

Сайт журнала «Мир фантастики» — крупнейшего периодического издания в России, посвященного фэнтези и фантастике во всех проявлениях.

© 1997-2013 ООО «Игромедиа».
Воспроизведение материалов с данного сайта возможно с разрешения редакции Сайт оптимизирован под разрешение 1024х768.
Поиск Войти Зарегистрироваться