Проблема поиска внеземной жизни. 2020 год
По состоянию на 2020 год никаких следов внеземной жизни так и не найдено (не берем во внимание конспирологические теории). В чём же причина этого? За последние 60 лет (если брать датой отсчёта начало поиска внеземной жизни 1950-е) человечество совершило огромный скачок в области исследования космоса – 12 сентября 2013 года Вояджер-1 вышел за пределы Гелиосферы, аппарат “Кьюриосити” высадился на Марс в 2012 году, “Новые Горизонты” пролетели мимо Плутона в 2020 году. Так почему же несмотря на все эти достижения внеземная жизнь так и не найдена? Мне видится несколько проблем: 1. Неразвитость человеческой технологии
Да, мы безусловно достигли великого (вышеперечисленные примеры доказательство тому), однако, этого всё же недостаточно. Вояджер-то долетел до границ Солнечной системы, но можем ли что-нибудь сделать с ним? Единственное, на что он пригоден – регистрация различных показателей, которые не могут дать нам каких-либо сведений о других цивилизация (разве что если их технологии как-либо влияют на солнечный ветер). Мы ведь даже не уверены в существовании Облака Оорта, а ведь это часть нашей Солнечной системы.
Для исследования дальних уголков космоса мы могли бы отправить различные космические аппараты, но стоит принять во внимание то, что тот же Вояджер долетел до границ Системы за 36 лет. Нынешнее аппараты, конечно, быстрее, но отправлять аппараты, в любом случае, слишком затратный по времени (и не только по нему, но об этом дальше) проект. Да и не факт, что они долетят куда-то (например, притяжением звезда может притянуть к себе аппарат, тем самым уничтожив его).
Можно же ещё отправить корабль с экипажем. Но человечество всё еще не высадилось на Марс, так что говорить про возможность полёта за пределы Солнечной системы – бред (в будущем это будет возможно, но мы говорим про настоящее).
С поисками с помощью радиотелескопов и телескопов существует несколько иная проблема – проблема определения, что является деятельностью ума, а что природы, о ней мы поговорим в дальнейшем. Эта технология также недостаточно развита – мы можем фиксировать лишь огромные события, но разве это то, что нам нужно? Вдруг, цивилизации осуществляют слишком мелкую деятельность, которую попросту мы пока неспособны увидеть.
2. Проблема неорганизованности человечества
Сейчас человечество мало объединено перед лицом задачи поиска внеземной жизни, из общих проектов можно вспомнить только МКС и различные международные группы ученых, в остальном каждый сам за себя — государства редко объединяются для проектов, а ведь, если объединились лидеры космопрома (НАСА, ЕКА, КНСУ), то вместе они могли бы достичь огромных результатов. Строительство такого мелкого (в космических масштабах) проекта как МКС потребовало достаточно больших вложений от нескольких стран, а сколько ресурсов потребуется для создания проекта, способного доставить человечество в другую Систему? Думаю, это стоило бюджета не одного государства. Именно поэтому, мне и кажется, что человечеству хотя бы в деле космоса стоит забыть про свои разногласия и действовать сообща, иначе ничего не получится.
Отличным примером совместной работы людей со всего мира является “SETI” – проект по поиску внеземной жизни, в котором доброволец может предоставить свой компьютер для анализа радиосигналов, с целью найти признаки внеземного разума.
3. Проблема потери интереса к космосу
У человека очень много других интересов (я буду ханжой, если начну перечислять их и говорить, что тот или иной интерес – плохо), космосу достаётся всё меньше и меньше внимания, всё меньше и меньше энтузиастов, которые готовы положить свою жизнь на алтарь изучения космоса. С этим борются различные популяризаторы науки (стоит сказать, весьма удачно) как Нил Деграсс Тайсон и ныне покойный Карл Саган (советую всем изучить труды Карла Сагана или посмотреть передачу Тайсона “Космос: пространство и время”, которая является продолжением “Космос: персональное путешествие” Сагана) или сами космические агентства (аккаунты НАСА или Роскосмоса в соц.сетях).
С окончанием космической гонки интерес государств в этом секторе тоже заметно уменьшился, уступив место другим сферам (расходы США на космическую программу на 2020: 17,11МЛРД долларов; на оборону: 561МЛРД долларов. Причем, у США самый большой бюджет космической программы). Однако, на арену космических исследований вышли новые государства: Индия, Япония, Китай. Также, появились частные агентства (по-моему мнению, именно за ними будущее, ведь они состоят из энтузиастов и управляются ими же, при этом имея больше свободы относительно государственных структур), например: SpaceX (Основана бывшим владельцем PayPal Илоном Маском) и Blue Origin (Основана главой Amazon Джефом Безосом).
4. Проблема самих цивилизаций
Проблема поиска других цивилизаций состоит в том же, что и проблема поиска философского камня – мы не знаем точно, что мы ищем. Мы ведь даже не знаем, какова форма жизни других цивилизаций, они могут состоят из углерода, как и мы, или быть газообразными, например. Они могут использовать другой способ связи, не радио, а лазеры или уже устаревшие для нас способы, как Азбука Морзе, кто знает. За 60 лет поиска по радио было обнаружено абсолютно ничего, только различные ложные сообщения, принятые за сигналы от других цивилизаций, как сигнал “Wow!”, например ( радиосигнал, зарегистрированный доктором Джерри Эйманом 15 августа 1977 года во время работы на радиотелескопе «Большое ухо» в Университете штата Огайо. Прослушивание радиосигналов проводилось в рамках проекта SETI. Характеристики сигнала (полоса передачи, соотношение сигнал/шум) соответствовали, в некоторых интерпретациях, теоретически ожидаемым от сигнала внеземного происхождения.). Именно в этом и проблема – в нашей разности, из-за которой мы, возможно, так и не найдём себе брата во Вселенной.
Также, проблема состоит в том, что высшие цивилизации (цивилизации, способные управлять законами Вселенной) могли попросту перейти в трансцендентный уровень существования, где их не интересуют никакие мирские дела, при этом, они могли не оставить следов своего существования, поэтому мы и не можем их обнаружить. Не думаю, что если высшая цивилизация поймает сигнал такого вида как мы, то она сразу же прилетит и выйдет на связь со словами “Major Tom to ground control”.
Если мы начали разговор о высших цивилизациях, то стоит сказать, что их деятельность может быть неотличима от деятельности природы. Вдруг, именно они управляют процессом звёздообразования (Ведь, если звезды зажигают — значит — это кому-нибудь нужно?) и в целом, всеми законами Вселенной. Мы, конечно, можем использовать презумпцию естественности (принцип, согласно которому любое явление природы следует считать искусственным тогда и только тогда, когда будут исчерпаны все без исключения естественные/известные объяснения; одно из проявлений бритвы Оккама в астрофизических исследованиях), однако, вдруг то, что мы считаем естественным на самом деле искусственное? К сожалению, пока мы не можем ответить на этот вопрос, поэтому я предлагаю закрыть его.
5. Проблема отсутствия других цивилизаций
По-моему, эта самая страшная проблема – других цивилизаций может попросту не быть. Если в нашей галактике Млечный путь около 50 миллиардов планет, из которых 500 миллионов — потенциально пригодных для жизни, то почему мы до сих пор не нашли следы другой жизни? Ответ может быть неутешителен – её нет. За 60 лет поисков мы так ничего и не нашли, хотя пытались всеми способами везде. Есть много гипотез, объясняющих, почему Земля может быть единственной обитаемой планетой во Вселенной (Гипотеза уникальной Земли, согласно которой, для возникновения жизни нужно слишком много условий, и эти условия возникли именно в нашей Солнечной системе). Я искренне надеюсь, что это неправда, однако, мы не можем полностью исключить такую возможность.
Заключение
В заключение, я хочу сказать, что мы должны продолжать поиски внеземной жизни, за эту цель отдал свою жизнь не один учёный, мы должны продолжать искать её, несмотря ни на что, продолжать, делая всё возможное, ведь поиск внеземной жизни – одна из немногих вещей, способных объединить человечество, а это то, что нам было нужно, нужно и нужно будет. Кто ищет, тот всегда найдёт. Я думаю, в конце концов мы всё-таки найдём друга во Вселенной, друга, с которым мы сможем быть близки, несмотря на все различия в наших культурах, друга, который будем другом.
О сложностях внеземной жизни
К нам не прилетают инопланетяне, потому что их нет в живых.
Поиск внеземных форм жизни или её следов – сейчас это одна из главных целей многих космических миссий. Это не просто праздное любопытство учёных, которые хотят узнать, одни ли мы во Вселенной, но и ценная информация, которая поможет понять, как жизнь зародилась на самой планете Земля. Однако пока все попытки, например, известный проект SETI, найти что-то или кого-то за пределами нашей планеты, оказались не очень успешными. В чём же дело? Почему на просторах бескрайней Вселенной, где существуют миллиарды миллиардов звёзд, вокруг которых вращаются множество, как мы уже знаем, экзопланет, мы так пока никого и не обнаружили?
Бурное обсуждение этих проблем ещё в середине прошлого века вылилось в формулировку так называемого парадокса «Великого Молчания» или принципа Ферми: «С одной стороны, выдвигаются многочисленные аргументы о том, что во Вселенной должно существовать значительное количество технологически развитых цивилизаций. С другой стороны, отсутствуют какие-либо наблюдения, которые бы это подтверждали. Ситуация является парадоксальной и приводит к выводу, что или наше понимание природы, или наши наблюдения неполны и ошибочны
».
Недавно в журнале Astrobiology вышла статья двух исследователей из Австралийского национального университета, в которой они утверждают, что появление жизни – это распространённый процесс во Вселенной, однако вероятность того, что эта жизнь может развиться в какую-либо сложную форму, крайне мала. Проскочить в «бутылочное горлышко» удаётся очень и очень немногим мирам. Так что, по мнению авторов исследования, Вселенная может быть полна различными микробами, однако, по большей части, мёртвыми, и вот почему.
Для того чтобы зародилась жизнь нужно, на самом деле, не так уж и много. Жизнь на Земле состоит всего из нескольких элементов: водорода, кислорода, углерода, азота, серы и фосфора. Исследователи даже назвали эту группу одним словом – HOCNSP. Все эти элементы вполне себе распространены во Вселенной, и тут у «молодой» жизни не должно возникнуть проблем. Кроме того, для жизни вероятнее всего нужна жидкая вода и определённое количество энергии, которая должна поступать от ближайшей звезды или из недр остывающей планеты. Смешав эти компоненты воедино, спустя какое-то время можно было бы ожидать, что в этом «супе» появятся самовоспроизводящиеся структуры. А вот дальше у жизни начинаются сложности, главная из которых – меняющиеся условия среды. Планета постепенно остывает, теряет свою атмосферу – всё это может очень быстро «захлопнуть двери» перед молодой жизнью. И если она, т.е. жизнь, не смогла разработать глобальные стабилизирующие механизмы, то спустя уже «каких-то» полтора миллиарда лет условия на планете станут непригодными для существования: станет слишком холодно или слишком жарко или, к примеру, не останется жидкой воды. Здесь можно провести аналогию с двигателем автомобиля: для того, чтобы его запустить, достаточно лишь небольшого количества бензина и электрической искры, а вот чтобы поддерживать стабильную работу – нужны уже системы охлаждения, смазки, питания и ещё много чего.
По мнению авторов этой научной работы, для того, чтобы жизнь смогла эволюционировать до разумных форм, вот это «бутылочное горлышко» между пригодными условиями для жизни и меняющимися условиями на планете должно сохраняться на протяжении нескольких миллиардов лет – а это скорее исключение, чем правило. В качестве примера, правда, пока ещё неподтверждённого, можно вспомнить недавнее сообщение об обнаружении на Марсе окаменелостей, крайне похожих на остатки бактериальных матов, да и мы уже знаем, что когда-то на Марсе был и океан с тёплой водой, и атмосфера.
Вероятно, что именно такой сценарий, весьма печальный, и есть «стандартная модель» развития жизни на большей части Вселенной: возникновение условий, пригодных для жизни, затем зарождение жизни, короткий этап развития без перехода к сложным формам и практически неминуемая гибель. Так ли это на самом деле – покажут дальнейшие исследования. Кстати, тут возникает ещё один, скорее даже философский вопрос. Если жизни «повезло» и она эволюционировала до разумных форм, которые уже могут сознательно изменять окружающую среду, насколько это будет стабильное состояние, и как велика вероятность, что высокоразвитая цивилизация может сама себя уничтожить за очень короткое по меркам Вселенной время?
Признаки внеземной жизни
- Вода в жидком виде может являться одним из признаков жизни, так как является удобной средой обитания, считается что жизнь на Земле зародилась именно в воде. Замечена на Европе, Энцеладе
- Наличие органических соединений или характерных для жизни веществ (напр. определённые изотопы углерода) Глицин[8]
- Аммиак, метан[9][10] являются веществами с коротким «периодом жизни» в атмосфере планет. Две возможные причины наличия данных веществ в атмосфере планет: жизнь или вулканизм. Например, наличие этих веществ в марсианской атмосфере косвенно указывает на возможность существования современной жизни на Марсе, так как на этой планете давно не замечался вулканизм.
Для установления наличия этих показателей используются: телескоп для усиления светового потока, спектрограф для анализа его спектра.
Экзолуны можно обнаружить по радиоволнам
До сих пор ученые были технологически ограничены в поисках жизни за пределами нашей Солнечной системы. Они могли искать только экзопланеты. Но вот физики из Университета Техаса считают, что нашли способ обнаружения экзолун (лун на орбите экзопланет) через радиоволны. Этот метод поиска может значительно увеличить количество потенциально обитаемых тел, на которых мы можем найти внеземную жизнь.
Используя знания о радиоволнах, излучаемых в ходе взаимодействия между магнитным полем Юпитера и его луной Ио, эти ученые смогли экстраполировать формулы для поиска подобных излучений экзолунами. Они также полагают, что альфвеновские волны (рябь плазмы, вызванная взаимодействием магнитного поля планеты и ее луной) могут также помочь обнаружить экзолуны.
В нашей Солнечной системе луны типа Европы и Энцелада обладают потенциалом для поддержания жизни в зависимости от их удаленности от Солнца, атмосферы и возможного существования воды. Но по мере того, как наши телескопы становятся все мощнее и дальновиднее, ученые надеются изучать подобные луны в других системах.
В настоящее время есть две экзопланеты с подходящими на роль обитаемых экзолунами: Gliese 876b (примерно 15 световых лет от Земли) и Эпсилон Эридана b (примерно 11 световых лет от Земли). Обе планеты — газовые гиганты, как и большинство обнаруженных нами экзопланет, но находятся в потенциально обитаемых зонах. Любые экзолуны у таких планет тоже могут иметь потенциал для поддержания жизни.
Спрятаться от света
Сложность прямого наблюдения заключается в том, что любая планета во много раз бледнее (и меньше) своей звезды — Солнце, к примеру, в миллиард раз ярче Земли.
Попробуйте в ясный день разглядеть летящий в небе самолет — солнце будет слепить вам в глаза. Скорее всего, естественным рефлексом для вас будет поднять вверх ладонь, заслонив обзор от источника света.
Примерно такую же хитрость придумали астрономы: запустить вместе с космическим телескопом гигантский щит, который бы заслонил ненужный свет солнца и позволил бы лучше разглядеть маленькую планету.
Этот щит называется Starshade («Звездная тень») и имеет форму подсолнуха — чтобы избежать так называемой дифракции света, при которой лучи огибают края и дают нежелательную засветку. Он сможет отдалиться от телескопа на расстояние до 50 тыс. километров и в буквальном смысле заслонить собой звезду: это позволит сделать намного более четкие снимки планеты, а также проследить за ней по ее орбите вокруг звезды и, соответственно, в теории даже увидеть смену сезонов. Аппарат был запатентован НАСА летом 2020 года и пока еще не запущен.
Правообладатель иллюстрации NASA Image caption Starshade позволит телескопу фотографировать планеты без нежелательной «засветки»
Поэтому пока напрямую можно изучать лишь дальние (и вряд ли обитаемые) планеты.
Сейчас же астрономы в основном пользуются способами непрямого наблюдения — в частности, спектральным анализом света, проходящего через атмосферу транзитной планеты. Принцип здесь тот же: планета проходит перед звездой, и свет от последней взаимодействует с ее атмосферой. Спектральный сигнал, однако, в этом случае все же будет небольшим.
Еще один способ — сравнить общий свет, исходящий от звезды и планеты, когда она находится между наблюдателем и звездой, с тем, когда планета становится не видна (это называется вторичным заАльтернативные Земли» в Институте астробиологии НАСА. — А когда планета заходит за звезду, вы теряете этот сигнал. Таким образом, произведя математические расчеты, вы получаете непосредственно сигнал планеты, по которому можно определить состав аХаббл» сделал в 2001 году. Возможно, будущие поколения телескопов смогут также детально снимать и дальние экзопланеты
Так или иначе, эффективно изучать атмосферы других планет можно лишь из космоса, так как земным телескопам мешает как минимум оболочка нашей собственной. В настоящее время главным образом этим занимается космический телескоп «Хаббл». Он же первым разглядел атмосферу планеты за пределами Солнечной системы — того самого газового гиганта Осириса из созвездия Пегаса — и нашел в ней натрий, водород, кислород, углерод и множество других элементов.
А весной прошлого года «Хаббл» впервые в истории человечества взглянул на состав атмосферы экзопланет, похожих на Землю.
Наносенсоры
При поисках жизни на других планетах, обычно пытаются определить, есть ли на них биохимическая жизнь. Но на самом деле, ученые наблюдали признаки того, что на безжизненных планетах существует некая форма жизни. Некоторые считают, что нужно расширить поиск, включая в него не только планеты с метановыми или кислородными атмосферами. Кислород является необходимым условием для существования жизни на Земле, но ведь совершенно не факт, что где-то еще жизнь будет развиваться по сценарию Земли. Стоит свыкнуться с мыслью, что инопланетная жизнь может весьма отличаться от той, к которой все привыкли. На данный момент было обнаружено множество разнообразнейших экзопланет. Наиболее удивительным является тот факт, что наиболее распространенный тип планеты в нашей галактике — размерами больше Земли, но меньше Нептуна. Чтобы обойти некоторые из существующих ограничений в методике выявления жизни, исследователи из Бельгии и Швейцарии недавно протестировали новое устройство, которое обнаруживает жизнь без явных ее признаков.
