Рис. 9.5. Снимки Плутона и Харона, сделанные при облете космическим аппаратом «Новые горизонты». Фотография NASA
Глава 10
Поиски жизни в Галактике
Автор: Нил Деграсс Тайсон
Мы – живые существа, поэтому нас особенно интересует жизнь во Вселенной. Если мы осматриваемся во Вселенной и обращаем внимание на то, есть ли у конкретной звезды планеты и пригодны ли они для жизни, то разумно формулировать вопросы, исходя из представлений об известной нам (земной) живой материи. Кажется, что все живые существа обладают некоторой совокупностью общих признаков. Во-первых, любые известные нам живые существа нуждаются в жидкой воде. Во-вторых, жизнь связана с потреблением энергии. Мы обладаем метаболизмом, это химический феномен. И, самое интересное, жизнь сама себя воспроизводит. Я сосредоточусь на первом признаке, поскольку воду можно обнаружить при помощи астрофизического инструментария. Нам всего лишь нужно отыскать во Вселенной жидкую воду.
С тех пор как нам прочитали сказку о Златовласке[11], мы знаем (и соглашаемся), что предметы и вещества могут быть «слишком холодными», «слишком горячими» и «в самый раз». Возьмем, например, Солнце. Известно, что оно обладает определенной светимостью. Чем ближе к Солнцу, тем жарче становится, чем дальше – тем холоднее. Допустим, для жизни нужна жидкая вода. Возьмем воду и чересчур приблизимся к Солнцу – вода испарится. Чересчур отдалимся – тогда замерзнет. Таким образом, логично предположить, что есть некий набор орбит, находясь на одной из которых планета будет стабильно содержать жидкую воду. Ближе к Солнцу – пар, дальше от Солнца – лед, а между ними – жидкая вода. Эта область получила название «зона обитаемости». Такая концепция играет важную роль в научных представлениях начиная с 1960-х годов, когда ее впервые сформулировали. У разных звезд, в зависимости от их светимости, размеры зоны обитаемости будут отличаться, и здесь есть повод для размышления. Фрэнк Дрейк немного развил эту концепцию и составил так называемое уравнение Дрейка. Это уравнение не похоже на те, что описывают законы Ньютона. Скорее оно позволяет оценить степень нашего незнания о распространенности разумной жизни во Вселенной.
Прежде чем я расскажу вам об уравнении Дрейка, озвучу одну вещь: исходя из всего, что мы знаем о жизни, считается, что для жизни требуется планета. Это должна быть планета, вращающаяся вокруг звезды. Сначала должна возникнуть звезда, около нее – планета, а затем (учитывая, как медленно развивается жизнь на Земле) нужны миллиарды лет, чтобы эволюция привела к возникновению разумных существ. Следовательно, звезда должна быть долгоживущей. Не все звезды таковы. Некоторые не успевают дотянуть и до миллиарда лет, а могут сгореть и всего за 100 миллионов лет. Самые массивные звезды гибнут всего за 10 миллионов лет – и разумным существам, обитающим на планете около такой звезды, практически не на что рассчитывать, если случай Земли хоть сколь-нибудь показателен. Нужна долгоживущая звезда и планета, но не какая угодно планета, а такая, которая вращается в зоне обитаемости этой звезды.
Итак, известно, что мы должны искать долгоживущую звезду, в зоне обитаемости которой имеется планета, причем такая планета, на которой возникла жизнь. Разумная жизнь. На протяжении большей части истории Земли могучие микроорганизмы – цианобактерии – грубо перекраивали ее атмосферу под себя. Сегодня мы сетуем, что человек загрязняет окружающую среду, из-за нашей деятельности возникают озоновые дыры и накапливаются парниковые газы, например CO2. Но наше влияние просто меркнет по сравнению с тем, что учинили цианобактерии с земной атмосферой 3 миллиарда лет назад. В ту пору атмосфера Земли была богата углекислым газом – и все было нормально. Затем явились цианобактерии, слопали весь CO2 и насытили атмосферу кислородом, полностью поменяв ее химический состав и баланс. Атмосфера Земли наполнилась кислородом, а углекислого газа в ней почти не осталось. На самом деле, кислород ядовит для многих анаэробных организмов того периода. Диоксид углерода – парниковый газ. Когда его запасы истощились, парниковый эффект ослаб, и на Земле стало стремительно холодать. Если бы в те времена существовала партия «зеленых», ее активисты могли бы протестовать: «Прекратите кислородное загрязнение! Вы отравляете Землю!» – ведь наступали перемены. Земля остывала и несколько раз полностью замерзала. Тем временем Солнце медленно, но верно разгоралось, за миллиарды лет его светимость возросла и периоды под названием «Земля-снежок» прекратились. В конце концов благодаря атмосферному кислороду возникли самые разные животные, и в том числе люди. Не все перемены однозначно губительны для всех организмов.
11
В англоязычной литературе обитаемую область часто называют «зоной Златовласки». Это название отсылает к английской сказке «Златовласка и три медведя», мы знаем ее под названием «Три медведя». –