Тайная жизнь Вселенной (1)⁠⁠

Вряд ли можно представить себе более романтичное занятие для учёного, чем то, чем занимается Натали Каброл. Она, подобно булычёвскому профессору Селезнёву, является астробиологом. Да, эта профессия существует уже сегодня. Только Селезнёв изучал внеземную жизнь, а Натали всё ещё ищет её. Она является ведущим специалистом в институте SETI, который исследует жизнь во Вселенной.

Несмотря на годы поисков и обилие научных результатов, фундаментальные вопросы, касающиеся природы и происхождения жизни всё ещё остаются без ответа. Мы, быть может, всё ещё не в курсе по поводу того, куда мы идём и чего ищем, но это неважно. Важно, что мы в пути, и ответы найдутся.

Глядя на Землю из космоса, космонавты преисполняются благоговения. Это чувство осознания хрупкости и одиночества нашей планеты они называют эффектом обзора. 14 февраля 1990 года Карл Саган скомандовал первому Вояджеру, который уже прошёл орбиту Нептуна, посмотреть назад на Землю, и этот космический аппарат сделал свой бессмертный снимок, который назвали «бледной-голубой точкой» или семейным портретом.

Наша планета на нём – всего лишь маленькая точка в середине правой коричневой полосы. Это чувство смены перспективы могло только усилиться после того, как миссии орбитальных телескопов с открытием многочисленных экзопланет научили нас, что планетарные системы – это правило, а не исключение.

Наука даёт нам достаточно оснований полагать, что мы не одни во Вселенной. Элементарные кирпичики, из которых построены живые организмы – углерод, водород, кислород, фосфор и сера – вполне обычны для многих её уголков. Органические молекулы нашлись и на Марсе, и в гейзерах Энцелада, и в атмосфере Титана, и в стратосфере Тритона, и в кометах. И даже в астероидах! Планетных систем, пригодных для жизни, тоже в избытке: по данным, полученным телескопом Кеплер, только в нашей Галактике таких десятки миллиардов. Даже если шанс на появление достаточно сложной жизни один на миллиард, то уже получим десятки цивилизаций. Ну а жизнь попроще встретить гораздо легче.

Большим вопросом является срок возникновения сложной жизни, который на Земле поглотил 80% времени геологической эволюции. Вообще, жизнь может быть результатом процесса, связанного с образованием особого типа звёзд. Первое поколение (или население III), появившееся после Большого Взрыва, было короткоживущим и практически не содержало элементов тяжелее гелия (астрономы называют их «металлами»). Следующее поколение содержит уже больше металлов и расположено ближе к центру Галактики. Но последнее поколение (население I), к которому принадлежит и наше Солнце, характеризуются обилием тяжёлых элементов, которые они получили из материала звёзд предыдущих поколений.

Биогенные элементы находятся на Земле в изобилии, за исключением фосфора, который, возможно, попал в атмосферу древней Земли извне. Этим изобилием мы должны быть благодарны предыдущим поколениям звёзд, которые нарабатывали их в своих недрах. С другой стороны, эти элементы имеют древнюю историю, и никто не знает точно, что было с ними до образования нашей планеты. Но если всё-таки жизнь связана с рождением определённого типа звёзд, то наша Вселенная сейчас находится в процессе расцветания колыбелей жизни, которая вполне может быть похожа на нашу.

Биосфера в процессе эволюции влияет на окружающий мир, преобразуя его. Таким образом, живая и неживая природы находятся в процессе коэволюции, то есть эволюционируют параллельно. Пригодность нашей планеты к жизни тесно связана с солнечной активностью, которая непостоянна. Три миллиарда лет назад Солнце было на четверть тусклее, чем сегодня. А это значит, что планета, скорее всего, была покрыта коркой льда. Но для жизни нужна жидкая вода! И всё-таки ископаемые остатки говорят о том, что жизнь существовала. Возможно, существовали какие-то компенсационные механизмы, например, парниковый эффект, которые не позволяли планете сильно охладиться.

С ходом времени Солнце светит всё ярче и жарче: на 10% каждый миллиард лет. Ещё миллиард– и моря с океанами испарятся, и Земля станет похожей на Венеру. Наша звезда – не единственный источник энергии для жизни. Есть геотермальные источники, есть кислород, есть радиолиз. Кстати, кислорода в свободном виде в атмосфере практически не было. Его наработали живые организмы посредством фотосинтеза. А сегодня человек перерабатывает его обратно в углекислый газ. Коэволюция продолжается.

Нельзя сказать, что жизнь на Земле свободна от угроз. Наша планета подвержена влиянию космических циклов. Одним из примеров являются циклы Миланковича. Но есть и другие циклы. Например, каждые 27,5 миллионов лет случается пик астероидных ударов, на который приходится пять из шести крупнейших кратеров, один из которых связывается с массовым вымиранием. Во время этого астероидного пика Солнечная система проходит через плотные слои Галактики. Близость других звёзд вызывает гравитационные помехи, что приводит к спорадическому выпадению комет из облака Оорта внутрь системы. В связи с астероидной угрозой полезным будет вспомнить миссию DART, при которой космический зонд ударил по Диморфу – компоненте астероида Дидима, изменив его орбитальный период на две минуты. Здесь я нашёл некоторое несоответствие у автора. Руководитель НАСА сообщил о сокращение периода обращения Диморфа вокруг Дидима не на две, а на тридцать две минуты.

Снимок поверхности Диморфа за две секунды до удара

Кроме астероида, нам может угрожать и излучение какой-нибудь сверхновой, способное разрушить озоновый слой. К счастью, все потенциальные кандидаты находятся достаточно далеко. Бетельгейзе с дистанции в 642 световых года не способен причинить такой вред. Есть угроза геологической катастрофы, подобной излиянию Деканских траппов 66 миллионов лет назад. Как бы то ни было, жизнь на Земле сохранилась после многочисленных катастроф. Мы находим её в самых неожиданных местах планеты: на жаре, в холоде, без кислорода, под давлением и в условиях высокой радиации.