Здесь, на Земле, по крайней мере 3,8 миллиарда лет назад, а возможно, и раньше, в истории нашей планеты, зародилась жизнь и существует до сих пор. (Starts With a Bang)Фотосинтезирующая жизнь существует по крайней мере последние 2,7 миллиарда лет. Эукариотическая жизнь с дифференцированными органеллами внутри клеток существует уже более 2 миллиардов лет. Многоклеточная жизнь и половое размножение существуют уже более миллиарда лет. Растения, животные и грибы появились более 500 миллионов лет назад. Совсем недавно на Земле появился наш собственный вид: не только разумный, но и технологически развитый, преобразивший наш мир и сделавший первые шаги в космосе в начале XX века.
Раскрытие этой истории, в сочетании с признанием того, что исходные ингредиенты, которые привели к возникновению жизни на Земле, обнаружены в миллиардах звездных систем по всей нашей галактике и в триллионах галактик по всей наблюдаемой Вселенной, привело к возникновению ряда грандиозных вопросов и не менее грандиозных предположений.
На скольких еще планетах в нашей Солнечной системе зародилась жизнь?
Сколько сейчас обитаемых планет в нашей галактике?
На скольких планетах жизнь кипит так же, как на Земле?
Сколько разумных инопланетных видов существует в мире и сколько из них более развиты в технологическом плане, чем мы?
И, возможно, самый главный вопрос: одни ли мы во Вселенной?
Хотя Земля содержит больше всего жидкой воды на своей поверхности из всех восьми планет, больше всего воды в любой форме находится на Ганимеде, спутнике Юпитера.
Далее по порядку идут Титан (Сатурн), Каллисто (Юпитер) и Европа (Юпитер). Планета Земля занимает лишь пятое место по количеству воды, опережая Плутон, Диону, Тритон и Энцелад, которые занимают с 6-го по 9-е места в Солнечной системе соответственно. Другие, менее изученные объекты пояса Койпера, такие как Эрида, возможно, заслуживают места в этом списке. (Источник: NASA)
В поисках инопланетной жизни мы всё ещё находимся на очень ранней стадии вопроса, одни мы или нет. Здесь, в нашей собственной Солнечной системе, мы знаем, что нет преобразующих мир инопланетян ни на одном из мест, которые мы искали, которые могли бы быть их домом, включая Марс, Венеру, Титан, Европу, Ганимед, Каллисто, Тритон, Энцелад или Плутон. Мы не нашли никаких убедительных доказательств существования современной жизни ни на одном из этих миров, и даже доказательства существования прошлой, древней жизни скудны и сомнительны . Но мы также не искали слишком усердно или не очень хорошо; все же могут быть микробные формы жизни, процветающие на, над или внутри нескольких из этих миров.
Мы не обнаружили никаких признаков разумных инопланетян ни посредством прямых поисков, ни усилиями SETI, хотя, опять же, наши возможности по поиску их присутствия ограничены всего несколькими методами обнаружения и относительно небольшим радиусом поиска в пределах нашей галактики.
И несмотря на то, что недавно было обнаружено более 6000 экзопланет, почти все эти известные миры крайне неблагоприятны для жизни, поскольку большинство миров:
- намного больше Земли, с плотной атмосферой из водорода и гелия,
- гораздо горячее и ближе к своим родительским звездам, чем Земля, и слишком горячие, чтобы на их поверхности была жидкая вода,
- или, что касается меньших миров размером с Землю, то они, вероятно, вращаются вокруг небольших, тусклых, но все еще активно вспыхивающих красных карликов.
Хотя в настоящее время известно более 6000 подтверждённых экзопланет, более половины из которых были открыты телескопом «Кеплер», истинных аналогов планет, обнаруженных в нашей Солнечной системе, не существует. Аналоги Юпитера, Земли и Меркурия остаются неуловимыми для современных технологий. Подавляющее большинство планет, обнаруженных транзитным методом, находятся близко к своей родительской звезде, имеют радиус, составляющий ~10% от радиуса (или, что эквивалентно, ~1% от площади поверхности) своей родительской звезды или более, и вращаются вокруг маломассивных, небольших звёзд. Источник : NASA/Ames/Jessie Dotson и Wendy Stenzel; аннотация E. Siegel
На самом деле, несмотря на все известные нам миры, не существует известных кандидатов на роль «близнеца Земли»: мира размером с Землю, находящегося на таком же расстоянии от звезд, как Солнце.
И всё же, несмотря на отсутствие каких-либо признаков жизни, несмотря на все наши попытки исследовать её до сих пор, есть веские основания полагать, что эта галактика на самом деле весьма благоприятна для жизни. Сырьевые компоненты жизни — тяжёлые элементы, приводящие к образованию каменистых планет, органических молекул и живых существ, — повсеместно присутствуют в плоскости Млечного Пути, где расположено большинство его звёзд. Содержание тяжёлых элементов в большинстве известных звёзд сопоставимо с содержанием тяжёлых элементов в Солнце, и, если рассматривать новообразующиеся звёздные системы, то можно увидеть, что они, как правило, образуют диски, из которых формируются планеты.
Более 80% звезд, на основе наших обзоров, предположительно имеют планеты. Планеты размером с Землю обычны вокруг звезд на всех расстояниях, и планеты размером с Землю на правильных расстояниях от своих родительских звезд, чтобы поддерживать жидкую воду на своей поверхности (предполагая, что у них есть атмосферы, подобные земным), как ожидается, будут обычным явлением: они присутствуют в 1-10% всех звездных систем. Звезды, подобные Солнцу, также обычны, составляя от 1 до 10% всех звезд. Мы знаем о многих таких звездах, некоторые из которых, как предполагается, имеют планеты прямо у нас под носом, например, Тау Кита , Альфа Центавра A , Эпсилон Эридана , 61 Лебедя и Эпсилон Инди . Хотя есть и много других, все эти пять звезд расположены в пределах всего лишь 12 световых лет от Земли.
В начале XXI века мы успешно составили карту практически всех звёзд в нашем окружении в трёхмерном пространстве. Ближайшие к нам звёзды не всегда совпадают с видимыми нами звёздами, поскольку видимый свет определяется сочетанием расстояния и собственной яркости, но все звёзды за пределами Солнца находятся на гораздо большем расстоянии, чем любые другие звёзды в нашей Солнечной системе. Система Альфа/Проксима Центавра является тройной и включает три ближайшие к нашему Солнцу звезды; звезда Барнарда — четвёртая по близости и ближайшая к нашей одиночная звёздная система. Автор Эндрю З. Колвин
Однако причина, по которой такие звезды важны, заключается в том, что человечество находится на пороге проектирования, строительства и эксплуатации наших первых телескопов, которые будут способны измерять свет от миров размером с Землю и на расстояниях, подобных Земле, вокруг (примерно) звезд, подобных Солнцу.
Если у этих миров есть атмосферы, мы можем использовать науку спектроскопии, чтобы разложить этот свет на составляющие длины волн, выявив, какие типы газов, дымки, облаков и химических соединений присутствуют.
Если в составе атмосферы этого мира наблюдаются сезонные колебания, подобные сезонным колебаниям уровня углекислого газа на Земле, мы сможем это обнаружить.
Если цвет или яркость Земли со временем меняются, даже если судить по одному-единственному пикселю изображения, мы можем использовать эти изменения для определения таких параметров, как период вращения планеты, наличие облаков, существование континентов и океанов, наступление или отступление ледяных шапок, а также изменение цвета континентов в зависимости от времени года. (Последнее можно сравнить с периодическим позеленением и потемнением континентов Земли.)
К этим обсерваториям относятся наземный Чрезвычайно Большой Телескоп (Extremely Large Telescope) и Гигантский Магелланов Телескоп (Giant Magellan Telescope) , которые уже строятся, а также планируемый Тридцатиметровый Телескоп (Thirty Meter Telescope ). Они включают в себя концепцию ExoLife Finder , которая находится в стадии разработки, и запланированную флагманскую миссию НАСА на 2030-е годы: Обсерваторию Обитаемых Миров (Habitable Worlds Observatory). Если на планетах, окружающих любую из ближайших к Земле звёзд, подобных Солнцу, есть жизнь, следующее поколение наземных и космических телескопов будет иметь отличные шансы её обнаружить.
Если бы мы построили телескоп, способный получать разрешение ~60–70 микросекунд дуги, мы смогли бы получить изображение планеты, похожей на Землю, на таком же уровне на расстоянии от Альфы Центавра. Обсерватория «Обитаемые миры» с новым коронографом, а также наземный искатель ExoLife Finder могли бы получать изображения планет размером с Землю на расстояниях, близких к Земле, от звезд, подобных Солнцу, пусть и всего в виде одного пикселя. Источник : NOAA/NASA/Stephen Kane
Но если мы её не найдём, что тоже возможно, это не обязательно означает, что мы одиноки. Это даже не обязательно означает, что жизнь, обитаемые планеты или даже разумные инопланетяне редки; это означает, что мы ещё не искали с достаточной точностью, чтобы найти ключевое доказательство, которое покажет нам, что мы не одиноки: второй пример успеха, где-то за пределами Земли во Вселенной. По мере того, как мы ищем всё более точно, не просто расширяя сеть поиска возможных мест жизни, но и всё глубже и всесторонне изучая возможные места, где могут скрываться следы прошлой или настоящей жизни, мы можем ожидать двух периодов:
- период, когда у нас нет определённых признаков жизни за пределами Земли, когда наши ограничения становятся всё более точными, позволяя нам устанавливать более строгие верхние пределы частоты и распространенности жизни во Вселенной,
- за которым последовало открытие, которое навсегда изменит наши представления о нашем месте во Вселенной: открытие второго примера жизни где-то во Вселенной.
Пока у нас не появится этот второй пример жизни, мы не можем исключить самую ужасающую возможность из всех: что мы действительно одни во всей Вселенной. Но когда этот критический момент наступит — а я, как и многие учёные, убеждён, что когда-нибудь он наступит — и мы найдём первый надёжный пример жизни за пределами Земли, мы не только узнаем, что мы не одиноки во Вселенной, но и сможем сделать вывод, что таких примеров предостаточно. А пока нам всем следует помнить урок Стивена Кинга: один пример может означать, что во всём сущем существует только один, но если мы найдём два, мы можем быть уверены, что других много.
Автор доктор философии Итан Сигел — отмеченный наградами астрофизик-теоретик
(в пересказе с сокращениями)
No comments :
Post a Comment