Калеб Шарф - Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной

На первый взгляд это очень дельный вопрос, и для ответа на него написаны целые тома. А между тем разрешить этот парадокс мы не можем все по той же причине – у нас мало информации. Можно придумать тысячи причин, почему никто не явился на наш космический порог с добрососедским визитом: то ли межзвездные путешествия – это очень трудно, то ли разумная жизнь склонна к самоуничтожению, то ли жизнь вообще встречается очень редко, то ли инопланетный разум настолько чужд нашему, что мы не в состоянии распознать его сигналы, то ли он предпочитает помалкивать, то ли инопланетяне уже здесь, просто мы этого не понимаем. Шутить по этому поводу можно сколько угодно, ни в чем себе не отказывайте.

Если бы у нас было хоть одно достоверное свидетельство, мы сразу вышли бы из тупика. А пока что поиск внеземного разума – занятие трудное, рискованное и чреватое осложнениями. Однако я искренне считаю, что дело того стоит. В отсутствие знаний остается только одно – стараться их раздобыть. И это самое главное. На страницах этой книги мы не раз и не два сталкивались с необходимостью определить, каким будет следующий шаг, какой тест однозначно покажет, есть ли жизнь вне Земли. Проекты SETI – это одна крайность: их участники сделали поиски внеземного разума смыслом своего существования. Однако есть и другие варианты.

Например, появление науки об экзопланетах породило новую исследовательскую стратегию поисков жизни. Эта стратегия ищет не структурированные сигналы и не феномены искусственного происхождения, а скорее признаки тех самых взаимосвязанных биогеохимических механизмов, которые имели место у нас на Земле в последние 4 миллиарда лет. Жизнь изменяет химию окружающей среды, нарушает ее равновесие. Например, стоит взглянуть на Землю издалека при помощи нужных инструментов – и заметишь присутствие в атмосфере и кислорода, и метана. Это необычная комбинация. Кислород легко вступает в химические реакции, со временем он должен прореагировать с минералами на поверхности каменистой планеты, поэтому в атмосфере его станет меньше. Еще лучше кислород взаимодействует с метаном – получается углекислый газ и вода. Если в атмосфере удастся зарегистрировать оба газа, это подскажет, что есть что-то такое, что постоянно пополняет их запасы, а один из лучших источников обоих веществ – это сама жизнь. Есть и другие молекулы, которые подобным же образом показывают, что на планете есть жизнь, и их можно обнаружить при изучении спектра света, который поглощается или испускается теми или иными составляющими среды на этой планете. Например, некоторые газы – закись азота или соединения серы – могут участвовать в метаболических процессах в масштабах планеты. Есть и другие физические явления, которые свидетельствуют о некоторых интересных вещах, происходящих на локальном уровне на землеподобной планете. Отблеск океанской глади, количество и текстура облаков из водяного пара, даже красноречивые цвета фотосинтетических пигментов – все это явные свидетельства того, что происходит на поверхности планеты. Возьмем, к примеру, растения на суше. Хлорофилл в их листьях (содержащийся в хлоропластах, которые, вероятно, когда-то были эндосимбиотическими сине-зелеными водорослями) поглощает многие частоты видимого света, однако отражает зеленые длины волн, поэтому растения кажутся глазу зелеными. Однако растения еще и сильно отражают и передают свет, близкий к инфракрасному, отчего инфракрасное излучение отражается от него в целых десять раз лучше, чем видимый свет [223] Этот всплеск отражательной способности и прозрачности, свойственных земной растительности, называют также «красной границей», поскольку на длинах волн больше 700 нанометров отражательная способность резко – ступенькой – повышается. . На это мы опираемся, когда изучаем Землю со спутников и измеряем, сколько у нас растительности и сколько ее мы теряем. Похоже, что этот оптический трюк растения проделывают, задействуя как клеточные структуры, так и фотосинтетические пигменты. Может быть, перед нами феномен, характерный исключительно для Земли, однако не исключено, что это свойственно любой биосфере, которая питается излучением звезды.

Подобные явления позволяют надеяться, что по мере того как мы научимся все лучше и лучше улавливать свет от далеких планет и вычленять составляющие их атмосфер, опираясь на фоновый свет звезды, нам удастся замечать и эти признаки существования жизни. Изобильная жизнь оставляет грязные отпечатки пальцев. Найти их трудно по той же причине, по которой трудно обнаружить сами планеты: звезды светят ярко, а планеты тускло.

Тем не менее астрономические технологии в ближайшем будущем предоставят нам возможность рассмотреть хотя бы несколько планетных систем, которые находятся относительно недалеко от нас, и наши телескопы смогут собрать от них достаточно света. А это подводит нас к следующему вопросу на шестьдесят четыре квадрильона долларов – к вопросу, который я задал в самом начале этой долгой истории. Когда мы узнаем, какова на самом деле склонность Вселенной к абиогенезу, когда измерим, насколько изобильна в ней жизнь, станет ли это лакмусовой бумажкой, новым подходом к глубочайшим, фундаментальным законам физики и к естественным постоянным – а следовательно, к оценке значения жизни? Обратите внимание, что это более тонкий метод, чем антропный подход или принцип тонкой настройки, согласно которому для того, чтобы появилась жизнь, подобная нашей, космос должен просто отвечать определенным критериям. При таких формулировках ответ, собственно, сводится к паре противоположностей: или жизнь есть, или ее нет. Не исключено, что на самом деле ответ состоит скорее в некоем «показателе надежности», как говорят инженеры, в скользящей шкале, мере плодовитости мироздания.

Вероятно, эта плодовитость станет недостающим звеном между физикой и биологией, однако мы пока плохо понимаем, что такое жизнь как таковая, и поэтому не знаем, какие именно критерии обеспечивают богатство жизни во Вселенной. Однако, возможно, есть способ это выяснить. Отчасти задача состоит в том, чтобы отделить наши местные обстоятельства от глубинных параметров, которые правят Вселенной. Например, на то, будет жизнь распространенной или нет, очевидно, влияет такое простое обстоятельство, как возраст Вселенной. Ясно, что жизнь в том виде, в какой мы ее знаем, не могла появиться до того, как первые звезды выработали первые тяжелые элементы. Более того, наверняка потребовалось несколько поколений звезд, прежде чем тяжелых элементов набралось достаточно, чтобы сформировать каменистые планеты. Можно также представить себе, что в далеком будущем тусклых изолированных галактик, состоящих из звезд с небольшой массой, условия будут не такими подходящими для зарождения жизни. Геофизические процессы на стареющих каменистых планетах будут затихать, и химические реакции на поверхности замедлятся.