Калеб Шарф - Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной

Из интервью, которое взял у меня Деннис Овербай для статьи в «The New York Times», которая была опубликована 2 декабря 2010 года. Эти слова потом часто цитировали.

См. M. Elias et al. The Molecular Basis of Phosphate Discrimination in Arsenate-Rich Environments // Nature 491 (2012): 134–37. Более ранняя статья приводит доказательства внедрения мышьяка в жизнеспособные ДНК бактерии: M. L. Reaves et al. Absence of Detectable Arsenate in DNA from Arsenate – Grown GFAJ – 1 Cells // Science 337 (2012): 470–73.

Об открытии этой системы было объявлено в 2012 году. В данном случае обе планеты большие, одна, вероятно, газовый гигант, другая немного больше Нептуна. Более крупная планета обращается вокруг двойной звезды за каждые 50 земных дней, та, что поменьше, за каждые 303 земных дня. Одна звезда похожа на Солнца, вторая примерно в три раза меньше.

И в самом деле, некоторые астрономы утверждают, что самая распространенная конфигурация планетной системы в нашей Галактике состоит из нескольких планет, которые вращаются по довольно маленьким орбитам и облетают свою звезду за несколько дней или недель.

Пример такой планетной системы – система HD 10180 у звезды размером с Солнце, которая находится от нас на расстоянии около 127 световых лет. Анализ данных транзитного анализа (сейчас, когда я пишу эти строки, они ждут подтверждения в результате новых наблюдений) показывает, что планет может быть по крайней мере девять – семь из них вращаются в пределах половины расстояния от Солнца до Земли, а две – на расстоянии от 1,5 до 3,5 этой дистанции. См. Tuomi. Evidence for Nine Planets и сноску на с. 136.

В нашей собственной Солнечной системе есть планета Юпитер, у которой 67 спутников. Большинство из них совсем маленькие, однако галилеевы спутники – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто – очень велики. Диаметр Ганимеда больше, чем у Меркурия. Астрономы почти уверены, что должны существовать не только экзопланеты, но и «экзолуны», и открыт сезон охоты на них. Уже давно обсуждается вероятность, что они могут оказаться «пригодными для обитания», и я даже писал об этом некоторое время назад, причем в моей статье есть ссылки на несколько более ранних работ: C. A. Scharf. The Potential for Tidally Heated Icy and Temperate Moons around Exoplanets // The Astrophysical Journal 648 (2006): 1196–1205.

Иногда это называют «приливный захват».

Томас Кун пишет это в своей книге о коперниковой революции, она упоминается в сноске к главе 1 на с. 25. Кроме того, стоит заглянуть в тоже уже упоминавшуюся (см. сноску на с. 31) книгу Owen Gingerich. The Book Nobody Read». Джинджерич рассказывает о своих титанических трудах по розыску экземпляров первого издания «De revolutionibus» и подробно излагает, как этой книгой пользовались – а иногда и составляли примечания к ней – Галилей, Кеплер и прочие. Эта книга очень популярна, и те, кому оказался по силам ее насыщенный терминами язык, высоко ее ценят.

См., например, J. Laskar et al. Long Term Evolution and Chaotic Diffusion of the Insolation Quantities of Mars // Icarus 170 (2004): 343–64.

Судя по всему, наша Солнечная система в данный момент проходит через область, весьма бедную веществом, которая довольно оригинально называется «Местное межзвездное облако». Размером оно около 30 световых лет в поперечнике и содержит приблизительно один атом на три кубических сантиметра пространства. Мы находимся в нем примерно 40 000–150 000 лет и, вероятно, вынырнем из него лишь через 20 000 лет. Более плотные межзвездные облака, например, молекулярные облака, из которых возникают звезды, в среднем в 100–1000 раз плотнее.

Один из самых известных обзоров на эту тему – книга Peter D. Ward and Donald Brownlee. Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe. New York: Copernicus/Springer-Verlag, 2000. В ней предложено множество линий доказательств того, что сложноклеточная и разумная жизнь во Вселенной – большая редкость, а главный довод – сложноклеточным организмам требуется целый ряд характеристик окружающей среды и биологических соединений. Более современный и астрофизический подход к подобным идеям изложен в книге John Gribbin. Alone in the Universe: Why Our Planet is Unique. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2011.

Я не стал подробно говорить об этом в основном тексте, однако, похоже, все гипотезы уникальной Земли имплицитно предполагают, что здесь, на Земле, созданы «идеальные» условия для сложноклеточной разумной жизни. Я не уверен, что так было всегда или достаточно долго. Возьмем, к примеру, существование ископаемого топлива – обширных залежей газа и угля, возникших в Каменноугольный период около 300 миллионов лет назад. Это топливо позволило человечеству встать на путь технического прогресса и дойти до нынешнего состояния цивилизации. Для создания этого энергетического запаса нужны были весьма специфические условия – неглубокие моря, особые породы деревьев с толстой корой и перемена климата (возможно, ей поспособствовал дрейф континентов и возникновение гор). Однако именно ископаемое топливо, возможно, приведет нас к катастрофе в ближайшие несколько столетий. Если мы всего лишь всплеск на кривой эволюции, едва ли Земля тонко настроена на наше существование, просто она оказалась подходящей для того, чтобы на ней на какое-то время завелись организмы вроде нас.

N. Lane and W. Martin. The Energetics of Genome Complexity // Nature 467 (2010): 929–34. Еще одна статья о том, какими путями развилась сложная жизнь – J. A. Cotton and J. O. McInerney. Eukaryotic Genes of Archaebacterial Origin are More Important Than the More Numerous Eubacterial Genes, Irrespective of Function // PNAS 107 (2010): 17252–55. Авторы предпочитают говорить не о «древе жизни», а о «кольце жизни».

Эта идея зародилась очень давно, еще у древних греков. В XIX веке о ней писали самые разные ученые, в том числе Кельвин и Гельмгольц, а в начале ХХ века – Сванте Аррениус. Она популярна и в наши дни, хотя подтверждения так и не нашла. И в самом деле, представляется, что Солнечная система, в принципе, обеспечивает все условия для обмена биологическим материалом – столкновения с астероидами выбрасывают в пространство вещества с поверхности планет, и они попадают на другие планеты (отсюда такой интерес к метеоритам марсианского происхождения). Однако может ли это привести к попаданию на другие планеты живых организмов, остается спорным.

Думаю, можно обобщить пример с бейсболом, чтобы он несколько точнее соответствовал ситуации с жизнью на Земле. Представьте себе, что Джо не знал, сколько всего мячей попадет тем вечером в зрителей: может быть, такой мяч был всего один, а может быть, их было несколько тысяч. Оценить, сколько у него было шансов поймать мяч, Джо будет по-прежнему трудно, поскольку событие все равно удивительное. Так вот, если речь идет о жизни во Вселенной, мы столь же невежественны, а оценить вероятность нам еще сложнее, поскольку на самом деле мы не знаем ни размера стадиона, ни количества зрителей (пригодных для жизни планет).