Маркус Чаун - Твиты о вселенной Страница 28

Прямой намек на связь между квантовой теорией «множества миров» и альтернативной историей, заканчивающейся в областях за пределами горизонта Вселенной.

Физик Макс Тегмарк даже считает, что это может быть не одна (единственная) мультивселенная, а целый набор, вложенных одна в другую наподобие русских матрешек.

Жизнь во Вселенной

107. Как жизнь начиналась?

Определение жизни трудное, но выглядит приблизительно так: жизнь это самоподдерживающаяся химическая система, способная следовать дарвиновской эволюции.

Нет сомнения, что жизнь может возникнуть во Вселенной. Посмотрите в зеркало. В Большом взрыве Вселенная была безжизненной; теперь, по крайней мере, она содержит нас.

Вселенная началась с атомов водорода (самого простого) и гелия (самого некоммуникабельного, чтобы соединяться с другими атомами). Этого недостаточно, чтобы строить сложные биомолекулы.

Ядерный синтез в звездах создал атомы более тяжелых элементов, наиболее существенные — углерод, кислород и азот. Из них возможно образование сложных «углеводородов».

Такие «органические» молекулы, среди которых, возможно, есть аминокислоты, найдены всюду в межзвездном пространстве. Они — стандартные блоки жизни.

В лужицах воды, под защищающим небом, возникли первые самовоспроизводящиеся молекулы на новорожденной Земле. Как это произошло, точно неизвестно.

Первой (вероятно) появилась простая РНК (рибонуклеиновая кислота), и только позднее — комплекс ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Первая репликация «клетки» произошла позже.

Со временем популяции организмов изменились, имеющие оптимальные черты для выживания оставили большее потомство (эволюция путем естественного отбора).

Жизнь на Земле возникла быстро, почти сразу, так как на новорожденной Земле было достаточно прохладно. Подразумевается простой шаг от нежизни к жизни (пока невозможный в лаборатории).

Нужно: молекулярные строительные блоки жизни, энергия для реакций между ними, растворители, такие как вода, в которой реакция может произойти…

Молодая Земля, подвергавшаяся бомбардировке кометами, нагруженными молекулярными строительными блоками жизни, такими как аминокислоты, видимо, была идеальной средой.

Могла бы существовать жизнь без воды? Может быть. Тем не менее вода является наиболее распространенной жидкостью во Вселенной. Уникальные свойства воды делают ее практически незаменимой.

Всегда ли жизнь основана на углероде? Может быть, и нет. Но углерод является 4-м наиболее распространенным элементом, его в 7 раз больше, чем кремния, который также имеет сложную химию.

108. Может ли жизнь существовать в другом месте в Солнечной системе?

Космос суров. Вакуум, холод и тепло, смертельное ультрафиолетовое (УФ) излучение и частицы высокой энергии — все это губительно для живых клеток.

Если слишком жарко, сложные молекулы распадаются, а если слишком холодно, химические реакции метаболизма идут слишком медленно. Кроме того, необходимо укрытие от частиц/излучения.

Безвоздушные миры, подобные Луне и Меркурию, почти наверняка безжизненны. То же верно для большинства миров в замороженной внешней части Солнечной системы.

В далеком прошлом Марс был гораздо больше похож на Землю, с толстой атмосферой, более высокими температурами и океанами. На Марсе могла возникнуть жизнь.

Марсианские микроорганизмы по-прежнему могут жить и сегодня в подземных карманах льда или воды, защищенных от суровых условий на поверхности.

Ответ должен прийти от будущей миссии по сбору марсианских образцов (Martiansample). Нахождение второй биологии — биологических структур, жизни на Марсе будет важным открытием.

При определенной толщине атмосферного слоя Венеры и Юпитера бактерии могут выжить. Тем не менее трудно представить, как могла бы здесь возникнуть жизнь.

Спутник (луна) Юпитера Европа имеет покрытый льдом океан, источник энергии (приливы от планеты), биомолекулы от комет. Здесь могла бы существовать даже сложная жизнь.

То же может быть верно для Ганимеда, луны Юпитера, и Энцела да и Титана, лун Сатурна. Сложно и дорого будет установить, истинны ли эти предположения.

Нахождение «экстремофилов» — бактерий в скалах, темноте, перегретой воде и т. д. — подтверждает, что жизнь может процветать во многих местах в Солнечной системе.

Однако до сих пор ничего не найдено. Резонная мысль: во всей Вселенной только Земля — пока единственное место, извести как гавань жизни.

109. Может быть, жизнь пришла из космоса?

Не невозможно. Взять ближайший Марс. Меньше, чем Земля. Так, после его рождения, он остыл из расплавленного состояния быстрее нас.

Доказательства на марсианской поверхности — высохшие океаны и реки. В свои первые 500 млн лет Марс был раем. Жизнь там могла возникнуть.

Добавьте к этому тот факт, что мы находим метеориты с Марса на Земле, выбитые из красной планеты в результате сильных ударов и позже перехваченные Землей.

Поэтому есть вероятность, что «зародыши» микроорганизмов принесены на Землю внутри марсианских метеоритов. Мы все можем быть марсианами!

Идея транспортировки жизни между мирами — «планетарная панспермия» — это мейнстрим. Но идея транспорта между звездами является спорной.

Чандра Викрамасингх и позднее Фред Хойл заметили, что свет далеких звезд поглощается облаками. Зарегистрированная картина поглощения подобна спектру поглощения бактерий.

Викрамасингх и Хойл утверждали, что, как ни странно, газовые облака, плавающие между звездами, — кладбища бесчисленных мертвых бактерий.

Когда звезды и планеты сконденсировались из таких облаков, бактерии выжили во временно расплавленных ядрах комет. Некоторые ожили и размножились.

Когда комета ускоряется Солнцем, она может переносить бактерии на поверхность планет, таких как Земля. Забудьте марсиан мы могли бы быть детьми звезд!

«Межзвездной панспермией» можно объяснить, как жизнь так быстро началась на Земле, хотя пока ее невозможно создать из неживого в лаборатории.

Если Викрамасингх и Хойл правы, жизнь — космическое явление. Повсюду в галактике мы найдем жизнь на основе ДНК, подобную нашей.

Еще более экстремальный поворот: в 1970-е Френсис Крик[32] и Лесли Оргел предположили, что жизнь на Земле (и в окружающей галактике) намеренно «посеяна» инопланетянами.

110. Уникальна ли наша Солнечная система?

Солнечная система имеет упорядоченную структуру: движение по орбитам всех планет происходит в одном направлении и, более или менее, в одной плоскости. Вероятно, это связано с происхождением системы.

Это привело философа Иммануила Канта (1724–1804) и астронома Пьера Симона Лапласа (1749–1827) к предложению «небулярной» гипотезы.

Идея: планеты конденсируются из плоского диска материи, закрученной вокруг новорожденного Солнца. Большой вопрос: вокруг других звезд произошло то же самое?

В 1980-х германо-американский инфракрасный спутник IRAS обнаружил звезды с избыточным количеством тепла (инфракрасного излучения), вероятно, от окружающих дисков пыли.

Для звезды Бета Живописца, в 63 световых годах от Земли, с телескопа на Земле было получено изображение диска. Вероятно, он содержит пыль/гальку.

В начале 1990-х Космический телескоп Хаббла обнаружил протопланетарные диски, окружающие зарождающиеся звезды в туманности Ориона. Диски оказываются распространенной историей.

Пыльные протопланетарные диски обнаружить легче, чем полностью сформировавшиеся планеты: они рассеивают свет звезды и также имеют инфракрасное свечение (тепловое излучение).

Очень молодые звезды могут быть окружены реальными протопланетарными дисками. У более старых звезд могут быть диски осколков от столкновений между большими телами.

Некоторые диски усеченные либо имеют пустые центры или щели вероятно, вызванные гравитацией больших тел, как промежутки (щели) в кольцах Сатурна.

Компьютерное моделирование предполагает, что газ и пыль в плоских вращающихся дисках, вероятно, соберутся в большие тела, формируя, в конечном счете, планеты.

Таким образом, все доказательства указывают в одном направлении: наша Солнечная система не уникальна, хотя другие планетарные системы могут быть менее упорядоченными, чем наша.