С тех пор, как первые люди направили свои взгляды в небо, к планетам, звездам и галактикам за пределами нашего родного мира, наше воображение заполнила возможность найти внеземную жизнь. Однако, когда мы подходим к этому вопросу с научной точки зрения, мы до сих пор не имеем первого убедительного подтверждения жизни за пределами Земли. Сложные, разнообразные формы жизни, которые мы видим на Земле, являются результатом более четырех миллиардов лет эволюции, но в космосе ингредиенты для жизни есть сплошь и рядом. Мы начали находить органические молекулы повсюду в нашей Солнечной системе, в межзвездном пространстве и даже у других звезд. Сколько времени пройдет, прежде чем мы получим подтверждение существования чего-то живого за пределами Земли? Сегодня мы ведем поиски при помощи четырех основных методов. Какой из них оправдает себя первым — этого пока никто не знает.
Чтобы появилась жизнь, нужны фундаментальные ингредиенты, которые необходимы для жизненных процессов: сырье из периодической таблицы. Для этого нужно, чтобы прожило и умерло несколько поколений звезд, перегнавших свое ядерное топливо. Мы нашли звезды с твердыми планетами под боком, которые на семь миллиардов лет старше Земли и имеют все необходимые для жизни элементы. Мы нашли планеты земного типа в потенциально обитаемых зонах у других звезд по всей галактике. Мы нашли органические молекулы, от сахаров и аминокислот до этилформиата, который дает малине ее запах, повсюду, от астероидов и молодых звезд до протопланетарных дисков и молекулярных газовых облаков.
В целом мы полагаем, что в нашей галактике Млечный Путь есть более триллиона (1012) планет, а значит и шансов на жизнь. Но между планетами с ингредиентами и настоящей, добротной инопланетной жизнью есть огромная разница. Мы пока не знаем, существуют ли во Вселенной какие-нибудь другие примеры жизни, кроме тех, что мы видели на Земле. Хотя ученые сильно подозревают, что если по всей Вселенной будут одинаковые ингредиенты и идентичные законы природы, уникальность жизни на Земле крайне маловероятна, мы не имеем никакого права делать такой вывод безосновательно. По сути, мы даже не знаем ответа на вопрос: как мы из неживого перешли к живому?
Наше существование доказывает, что это возможно. Мы можем допустить, что если жизнь появится где-нибудь во Вселенной, она может достичь трех разных уровней:
- Жизнь начинается на планете, но не может существовать, процветать или меняться
- Жизнь процветает, держится и сохраняется миллиарды лет, внося существенные изменения в свойства поверхности мира, на котором живет
- Жизнь становится разумной, технологически развитой и либо пытается связаться с космосом, либо покорить его, либо и то и другое
Очевидно, более продвинутые возможности больше нас радуют и будоражат ум, но они и менее вероятны. Однако иногда самые редкие вещи проще всего найти, потому что они будут выделяться на фоне всего остального. Вот несколько разных методов, которые мы можем использовать для поиска разнообразных форм жизни. Три шанса для человечества найти жизнь за пределами Земли.
Поиск в Солнечной системе
Хотя жизнь процветает на Земле миллиарды лет, другие миры, похоже, лишены такого великолепия. Если на них и есть жизнь, она наверняка зависла в примитивном состоянии. У Марса и Венеры было влажное, теплое прошлое, как у Земли, но сегодня Марс холодный и пустынный, а Венера ядовитая и горячая. Метеориты, которые падают на Землю, содержат не только аминокислоты, необходимые для жизненных процессов, но и многие другие элементы, не связанные с биологическими процессами на Земле. Луны вроде Европы и Энцелада обладают подповерхностными океанами с жидкой воды, в которых могут быть гидротермальные жерла. На дне океанов Земли они обычно ассоциируются с жизнью.
Хотя мы так и не нашли доказательств существования живых существ, в прошлом или настоящем, на другом мире, возможность такого неописуемо волнует. На Марсе есть осадочные породы, образованные водным прошлым; найдем ли мы окаменелости, когда осмелимся их раскопать? На Европе и Энцеладе могут быть целые океаны, открытые для исследования; найдем ли мы микробов или еще что получше в их водах? Существует даже предположение, что диатомеи, примеры примитивных форм жизни, которые находят в фрагментах метеоритов, могут иметь внеземное происхождение. Это наименее развитая форма жизни из всех, что мы можем представить, но зато в нашем распоряжении есть много миров, которые мы можем физически достать, посетить, измерить. Если примитивная, простая жизнь будет всюду, тщательное исследование нашей Солнечной системы откроет нам это.
Поиск на других экзопланетах
За последние 25 лет область экзопланетарных наук подарила ученым целый клад драгоценных открытий, тысячи планет на орбитах других звезд. Многие из этих миров небольшие, твердые и находятся на правильном расстоянии от своих звезд, что позволяет допускать наличие у них атмосфер и жидкой воды на поверхности. Мы не сможем найти отдельных микробов или окаменелостей на них непосредственно, потому что они находятся за пределами Солнечной системы, но есть косвенные методы, которые мы могли бы использовать для поиска жизни, которой удалось выжить и процветать: поиск изменений, которые вносит жизнь в атмосферу своей планеты.
Земля — единственная известная нам планета с таким соотношением молекулярного кислорода: 21% нашей атмосферы — это O2. Почему так вышло? У жизни были миллиарды лет, чтобы напитать атмосферу своими биологическими отходами. Мы думаем, что кислород необходим для жизни, но на самом деле это животные эволюционировали так, чтобы использовать этот ингредиент, найти ему применение. По мере улучшения наших технологий мы сможем измерять молекулярные сигнатуры экзопланетарных атмосфер и, возможно, даже напрямую визуализировать экзопланеты в поиске облаков, океанов, времен года и континентальной зелени. У нас есть все причины полагать, что стабильная жизнь на другой планете, если мы будем правильно ее искать, должна показаться нам уже в этом столетии.
Поиск сигналов разумных инопланетян
Здесь, на Земле, у нас была одноклеточная жизнь миллиарды лет, а затем уже развились многоклеточные организмы. Потребовалось 500 миллионов лет с момента кембрийского взрыва, чтобы сложная, многоклеточная, хорошо дифференцированная жизнь стала разумной, технологически развитой цивилизацией. Люди уже начали отправлять сигналы к звездам и уже достигли момента, когда эти сигналы должны были достичь ближайших звезд. Поиск внеземной жизни с попыткой с ней связаться представляет собой высокорисковый, но вместе с тем и результативный метод поиска инопланетян.
В 1960-х мы предполагали, что инопланетяне будут пытаться общаться, используя радиоволны. Прошло 50 лет, и мы уже не так уверены в этом. Какие инопланетные виды сигналов могут существовать в природе? Как нам их расшифровать? Как они будут передавать или получать межзвездные сигналы? Будут ли они покорять космос? Смогут ли преодолевать гигантские расстояния? Все возможно. Если сигнал — или, что еще лучше, космический корабль — прилетит на Землю, наше представление о Вселенной совершенно изменится, как и наше место в этой Вселенной.
Хотя на данный момент это всего лишь гипотеза, ученые предполагают, что жизнь во Вселенной, вероятно, распространена, и ингредиенты, и возможности для ее появления встречаются практически везде. Жизнь, которая процветает и поддерживает себя на планете, а также меняет атмосферный состав, будет менее вероятной. Сложная многоклеточная жизнь будет еще более редким явлением. А рождение технологически развитой, разумной цивилизации будет настолько невероятным явлением, что второго шанса у нее не будет. Однако, какими бы ни были шансы, мы будем продолжать искать. Вариантов у нас пока немного. И неважно, какой метод выстрелит первым, день открытия другой жизни будет величайшим днем в истории жизни на Земле.