Горизонты научного поиска

Марчело Глайзер

Факультет физики и астрономии,
Дартмутский колледж, Ганновер, США

От зарождения Вселенной до появления разумной жизни

Четыре этапа развития астробиологии

(Продолжение. Начало в N 1, 2, 3.)

КОГНИТИВНЫЙ ЭТАП

Один из животрепещущих вопросов, по крайней мере, в плане нашего места во Вселенной, - правило мы или исключение. С учетом колоссального количества миров и изобилия органических веществ в межзвездной и околозвездной среде (например, недавно обнаруженные полициклические ароматические углеводороды), а также исключительной жизнестойкости земных экстремофилов, трудно утверждать, что жизнь смогла возникнуть только на нашей планете. С другой стороны, размышляя о жизни во Вселенной, следует различать ее простую, одноклеточную форму и сложную, многоклеточную. И даже в этом случае нужно аккуратно разграничивать многоклеточную и разумную формы жизни.

Если брать Землю как единственный пример, получается, что жизнь существовала в одноклеточной форме примерно 3 миллиарда лет из 3,5 миллиардов. Разум в широком смысле как способность приспосабливать орудия для определенной цели, существует лишь последний миллион лет в виде Homo Abilis. Хотя изготовление сложных орудий труда, потребность хоронить умерших, а также возникновение искусства - три характеристики когнитивного этапа - появились, по-видимому, совсем недавно.

Здесь надо сделать одно важное замечание. Принимая во внимание зависимость жизни от окружающей среды - история возникновения жизни на планете является отражением истории жизни планеты - жизнь в той форме, в какой мы знаем ее на Земле, не может быть тиражирована. Однако вопрос, является ли разум воссоздаваемой чертой жизни, по-прежнему будоражит наше воображение. Иными словами, может ли еще где-нибудь жизнь быть разумной, способной творить искусство и создавать технологии. И, если это так, широко ли она распространена в космосе?

В своей бескомпромиссной книге "Планета Земля как большая редкость: почему сложные формы жизни не встречаются во Вселенной" Питер Уард и Дональд Бранли убедительно доказывают, что жизнь скорее всего есть где-то еще во Вселенной, но она, по-видимому, существует там только в своей простейшей форме: другие, похожие на Землю, планеты могут поддерживать чужеродные микроорганизмы, но не более того.

Даже если убрать все химические преграды, жизнь не может быть широко распространенной, поскольку слишком много планетарных факторов должны сойтись, чтобы обеспечить сложную многоклеточную форму жизни. Например, нужны достаточно большая луна для стабилизации наклона планетарной оси и, таким образом, обеспечения смены времен года, магнитное поле и атмосфера для защиты от радиации, тектоника платформ для смешивания химии поверхностей и океанов, помогающая регулировать уровни СО₂, и т.д. и т.п.

Поскольку трудно представить, как разум - здесь или еще где-либо - смог возникнуть без эволюции многоклеточных существ, длившейся миллионы лет, обнаружение (на Земле) многоклеточных "пришельцев" придало бы дополнительный импульс идее о реальной возможности присутствия в космосе высокоразвитых существ. И даже если это так, важно помнить, что человеческий разум появился как результат достаточно случайных космических и эволюционных событий: разум вовсе не конечная цель эволюции, как показывают 150 миллионов лет существования динозавров.

Если мы серьезно относимся к возможности неземной разумной жизни, то задумаемся над несколькими вопросами. Самый очевидный сформулировал Энрико Ферми в 1950: "А где все?". Нашей галактике примерно 13,2 миллиардов лет, почти в 3 раза больше, чем Солнцу. Представим, что жизнь развивалась в другой звездной системе даже на несколько миллионов лет раньше, чем она появилась здесь, и что она достигла стадии своей эволюции, когда сложные существа стали разумными. Из этого следует, что какие-то из инопланетян имели достаточно много времени, чтобы достичь поразительно высокого уровня развития в области технологий. Приняв во внимание все то, что мы смогли изобрести только за четыре столетия современной науки, можно заключить, что их технологии вполне должны казаться нам чудесами и волшебством. В случае если они, так же как и мы, испытывают тягу к путешествиям, у них наверняка уже были бы такие средства передвижения и достаточно времени, чтобы много раз вдоль и поперек исследовать галактику. Заметим, что путешествие со скоростью 0,1 с через всю галактику займет один миллион лет. И тем не менее, все, что мы имеем по этому поводу, говорит нам о том, что они не колонизировали нашу галактику и даже не посещали нас на Земле. Итак, где же тогда все они? Этот вопрос иногда называют парадоксом Ферми. 50 возможных ответов, смешных и серьезных, можно найти в литературе.

Возможность того, что другие формы разумной жизни существуют и существовали до нас, конечно есть. Когнитивный этап начался тогда, когда в "некотором уголке" нашей причинно-связанной Вселенной появились первые признаки разума. Если они существуют в пределах наших галактических окрестностей, скажем, в нескольких сотнях световых лет, у нас есть шанс "послушать их радиопередачи", если таковые вообще имеют место. Именно эта задача стоит перед программой SETI, которая существует уже более полувека. Предпочтительная полоса радиочастот, называемая Microwave Window, простирается от 1 до 10 ГГц. Это тот диапазон, в котором сигналы проходят сквозь космический газ и пыль достаточно беспрепятственно. Здесь многие исследования сконцентрированы в интервале частот от 1420 МГц (21-см линия, водород) и 1720 МГц (наивысшая из четырех частот гидроксильной молекулы). Вода, как известно, образуется, когда водород соединяется с гидроксилом. Поскольку вода является фундаментальным ингредиентом для жизни, этот диапазон известен как "Водяное окно". Конечно, предполагается, что инопланетяне будут посылать сигналы внутри именно этого частотного диапазона, чтобы связаться с другими технологическими цивилизациями. И хотя шансы, что успешное открытие будет сделано именно здесь, очень малы, тем не менее положительный результат, несомненно, оправдал бы затраченные усилия. Джил Тартер, нынешний директор центра SETI, считает по этому поводу: "Если не искать, ничего не найдете".

В настоящее время миссия SETI ищет доказательства существования разума по нескольким направлениям, среди них есть как проекты планетарного масштаба, так и перепрофилирование имеющихся астрономических устройств. Конечно, в оправдание наших неудач на этом пути всегда можно сказать, что высокоразвитый разум давно научился скрывать свое присутствие, чтобы менее развитые виды не беспокоили.

Итак, резюмируя все изложенное, следует признать, что у нас нет доказательств существования жизни где-либо еще. Сегодня крепнут ожидания, что ситуация изменится в ближайшие десятилетия, поскольку благодаря спектроскопическим наблюдениям у ряда экзо-планет удалось обнаружить очень похожую на земную атмосферу, где вполне могут быть обнаружены озон или даже хлорофилл и другие красноречивые свидетельства жизни. Прямые исследования подледниковых океанических вод Европы или даже глубинных территорий Марса могут дать нам определенные доказательства прошлой или настоящей жизни в виде простейших форм. Но скорее всего, разумная жизнь - гораздо более редкая находка. Необходимость преодоления огромных расстояний во время межпланетных путешествий означает, что в обозримом будущем на этот вопрос ответ не будет найден. Однако, как любил говорить Карл Саган, "отсутствие доказательств еще не доказательство отсутствия".

Перевод с английского Ирины КРОНШТАДТОВОЙ
под общей редакцией Вадима БЕДНЯКОВА

(Послесловие в следующем номере.)