Александр Потупа - Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

Проблема определений значительно расширяется и делается менее ясной, когда мы пытаемся выйти за те границы, которых достигла пока земная эволюция.

Серьезный барьер может быть связан с принципиальным усложнением самой цивилизации. Одно из очевидных проявлений этого в наших условиях — создание мощных компьютеров, принимающих на себя все более заметные функции управления. Уже сейчас мы понимаем, что такие объекты вот-вот придется рассматривать как вполне разумные системы. Новизна ситуации в том, что теперь мозг будет продолжаться на внешние объекты, эквивалентные биологическому мозгу по информационным характеристикам и, возможно, превосходящие его. Здесь должна пролегать черта качественно нового уровня развития социальных организмов. И, конечно, совсем новая ситуация возникнет при планомерной реконструкции разумных биологических существ, связанных, например, с резким усилением функций мозга. Не исключено, что следующий крупный шаг эволюции будет обусловлен перезаписью части внешней информации на сильно реконструированные и более емкие индивидуальные (или коллективные) системы нервных клеток (биологических или искусственных). Во всяком случае, такой вариант выглядит крайне целесообразным в экологическом отношении, позволяя гораздо экономичней и эффективней кодировать культурные структуры.

Активность цивилизаций, достигших такого уровня, может во многих отношениях восприниматься нами неверно и вообще не улавливаться до поры до времени. Например, они могут не иметь целей типа крупной космической экспансии, не нуждаясь в колонизации иных миров. И проникнуть в их «загадочную сущность» мы никак не сумеем, не достигнув эквивалентной стадии.

Итак, проблема определения того, что хотелось бы отыскать во Вселенной, свелась к разыгрыванию земной эволюционной цепочки в достаточно обобщенном виде. Достаточность в данном случае означает не более чем надежду на соответствие с будущими наблюдениями, только они покажут, разумен ли принятый здесь уровень обобщения.

Теперь обратимся к конкретным данным и вытекающим из них оценкам.

Неплохо было бы выяснить, где собственно проходит черта уникальности того явления, которое мы называем земной жизнью. Видимо, Вселенная в очень многих своих областях генерирует достаточное обилие основных атомов, необходимых для появления органических структур. Но вот насколько далеко по пути к этим структурам заходит молекулярная эволюция?

До сравнительно недавних пор считалось как-то само собой разумеющимся, что сколь-нибудь крупные молекулы могут образоваться лишь в планетных конденсациях. Поэтому планеты казались единственными подходящими кандидатами на роль хороших органохимических реакторов, а, следовательно, совершенно необходимым звеном в цепочке, ведущей к жизни.

Между тем еще в 1834 году шведский химик Йене Якоб Берцелиус (1779–1848) установил, что на метеоритах присутствуют органические вещества. Идея о том, что соответствующие молекулы могут образовываться в космическом пространстве, более столетия оттеснялась весьма простым соображением о заражении метеоритов органикой уже после попадания в земную атмосферу.

Ситуация стала резко меняться после того, как чистота опытов значительно возросла, и в связи с космогонической проблемой обострился интерес к метеоритному составу. Поскольку исходный материал протопланетных облаков земной группы, видимо, очень близок к углистым хондритам, а метеориты этого состава включают около 5 % по массе органических веществ [150], стало принципиально важно выяснить, насколько эти включения естественны. Пожалуй, решающим оказался анализ метеорита Мерчисон, упавшего в Австралии в 1969 году. На нем обнаружили 18 аминокислот, причем 12 из них не встречаются в белках, характерных для земной жизни. Этими 12 аминокислотами в пределах земной атмосферы метеорит Мерчисон заразиться не мог, что и заставило поверить в их космическое происхождение.

Понимание того, что Вселенная может быть в весьма высокой степени насыщена органикой, достигалось двумя путями. Знаменитые опыты Гарольда Юри и Стенли Миллера, проведенные в Чикагском университете в 1953 году, показали, что искровые разряды в атмосфере из водорода, аммиака, метана и водяного пара стимулируют образование ряда сложных молекул, включая строительные элементы белка — аминокислоты. В 60-70-х годах Е. Андерс, М. Стадьер и Р. Хаяцу, моделируя ситуацию протопланетного облака, обнаружили, что радикал СО в водородно-аммиачной атмосфере дает в присутствии железоникелевых, магнетитных и силикатных катализаторов нечто весьма похожее на метеоритную органику. Предварительный вывод из лабораторных экспериментов состоит в том, что, видимо, при достаточной концентрации стартовых соединений — простейших молекул, содержащих водородные, кислородные, азотные и углеродные атомы, — подвод энергии в форме ультрафиолетового излучения,? — лучей и даже более жесткой радиации обеспечивает заметный выход так называемых биологических мономеров — в первую очередь аминокислот и азотистых оснований. Это тот материал, из которого впоследствии могут полимеризоваться белки и нуклеиновые кислоты, соответственно.

Второй путь связан с прямыми астрономическими наблюдениями тех или иных спектральных линий конкретных космических молекул. Здесь удалось добиться весьма впечатляющих успехов. После регистрации в 1974 году радиолиний синильной кислоты (HCN) и метилциана (CH 3CN) в спектре кометы Когуотека метеориты перестали быть единственными вне-планетными носителями органики в Солнечной системе.

Но сложные молекулярные соединения нашлись и в, казалось бы, заведомо безжизненной межзвездной среде. Первым был обнаружен формальдегид (Н 2СО). Это произошло в 1969 году, а уже через год-другой высококачественные приемники миллиметрового излучения обеспечили целый поток открытий. Среди почти полусотни молекулярных соединений, наряду с 12 простейшими неорганическими молекулами и радикалами (H 2, Н 2О, NH 3, ОН, H 2S и т. д.), было обнаружено более 30 органических молекул. Среди них не только элементарные двух-трехатомные углеродосодержащие структуры, но и углеводороды, спирты, альдегиды, 3 кислоты (муравьиная, синильная и изоциановая), амиды кислот, амины, нитрилы и эфиры. Самая тяжелая из обнаруженных космоорганических молекул — цианоктатетраин (HC 8CN) включает 11 атомов.

Все эти сложные соединения были найдены в газо-пылевых облаках, так или иначе связанных с процессом звездообразования. Это важнейшее обстоятельство указывает на то, что вступление в органическую фазу могло произойти задолго до завершения звездной и планетной конденсации. Разумеется, сформировавшаяся в относительно холодной среде достаточно сложная космическая органика могла частично или полностью погибнуть в результате разогрева. Но ее восстановление «своим ходом» в условиях обилия энергетических источников молодых планет или вследствие перезаражения метеоритами весьма вероятно. Во всяком случае, она присутствует в околозвездных газо-пылевых оболочках при температурах до 1000 К. В этом плане любопытно, что хотя бы часть органических полезных ископаемых может оказаться в некотором смысле старше Земли.