Айзек Азимов - Загадки мироздания

Позвольте мне начать с произнесения неблагозвучного слова «спом» — и с определения этого слова.

Спом — это любая замкнутая в материальном смысле система, в рамках которой возможно поддержание жизнедеятельности человека в течение неопределенно долгого периода времени.

Земля является спомом, и, строго говоря, это единственный известный спом. Наверное, доказывать факт того, что Земля — это спом, незачем. В условиях Земли существование человечества поддерживается более миллиона лет, если считать все стадии развития вида, включая переходные формы, — и будет поддерживаться далее любой обозримый срок, если только человек сам не прервет этот процесс.

Далее, Земля — вполне замкнутая и самодостаточная в материальном смысле система. Объем материи, попадающей на Землю в виде метеоритного дождя или исчезающей с Земли в виде утечек атмосферы, незначителен. На самодостаточности Земли эти изменения не сказываются и, наверное, не будут.

Но быть замкнутой в энергетическом смысле системой спом не может.

Жизнь — это процесс, при котором менее организованные составляющие окружающей среды становятся более организованными. То есть существование жизни подразумевает постоянное снижение энтропии, а значит — может иметь место только за счет столь же постоянного, и даже большего по масштабам, увеличения энтропии во внешней среде в целом.

Если бы Земля была энергетически замкнутой системой, то даже появись на ней временно человек или иное живое существо — за сравнительно короткий период весь кислород и все органические соединения деградировали бы до углекислого газа и прочих отходов жизнедеятельности, и на этом бы все остановилось — Земля вновь превратилась бы в необитаемую пустыню.

Так что главную роль в процессе жизнедеятельности играет энергия Солнца, попадающая на Землю. Она поддерживает движение воздушных масс в атмосфере, благодаря ей океаны присутствуют на Земле в жидкой форме, из-за нее проходят дожди, а главное — именно солнечная энергия используется зелеными растениями для переработки углекислого газа и воды в органические вещества и свободный кислород.

Деятельность живых существ поднимает энтропию окружающей среды, но поступающая извне солнечная энергия вновь опускает ее на прежний уровень. Такое равновесие поддерживается уже несколько миллиардов лет за счет быстро возрастающей энтропии самого Солнца — резервов которого хватит, впрочем, еще на несколько миллиардов лет.

Нет смысла включать в полученную систему что-либо еще, кроме Солнца. Ведь, насколько нам известно, именно процессы снижения энтропии за счет увеличения энтропии Солнца и звезд в целом и поддерживают в вечном стабильном равновесии всю Вселенную (к таким глобальным выводам пришли некоторые астрономы, но нас вселенский масштаб сейчас интересовать не будет). Солнце пробудет в своем теперешнем состоянии еще, наверное, с десяток миллиардов лет, а по человеческим меркам это достаточно долго. Следовательно, в течение этого времени Землю можно рассматривать как спом.

Если бы Земля представляла собой единственно возможный вариант спома, то необходимости в такой науке, как спомология, не возникло бы — хватило бы и географии с геологией. Однако, может быть, Земля — это лишь единственный спом, существующий на данный момент, и что возможно существование множества других спомов. В этом случае уже возникает интерес.

Существует вероятность, вернее, даже уверенность в том, что где-то среди звезд (хотя и не в нашей Солнечной системе) могут существовать и другие спомы. Имеются в виду планеты, общие свойства которых совпадают с земными и звезды которых похожи на наше Солнце, а значит — способные служить человечеству в качестве обитаемых планет. Я везде в этой книге (см. главу 22) привожу примерную оценку в 640 000 000 таких планет только в нашей Галактике.

Но даже все эти 640 000 000 планет, вместе взятые, еще не придают спомологии интереса — подумаешь, та же самая Земля, повторенная миллионы раз! С точки зрения спомологии изучить одну Землю — то же самое, что изучить их все, а раз одну Землю мы все хорошо знаем, то и остальные планеты земного типа интереса для нас не представляют.

Для того чтобы пробудить интерес к спомологии, нам нужно представить спом, совершенно непохожий на Землю. А лишь пробудив интерес, мы сможем понять, нужна ли нам спомология вообще.

Зададимся вопросом, почему Земля — спом, а Юпитер или Меркурий — нет? Короче всего ответ на этот вопрос можно выразить одним фактором: дело в массе. Юпитер — слишком большой, Меркурий — слишком маленький. Именно в массе выражаются, в той или иной степени, все остальные факторы, делающие (или не делающие) систему спомом.

Если планета недостаточно массивна, она не сможет удержать ни атмосферы, ни жидкого океана. Если она слишком массивна, то она будет удерживать водород с гелием, поддерживая, таким образом, ядовитую атмосферу и в лучшем случае аммиачный океан. Ни в первом, ни во втором случае спома не получится.

Очень массивной планета может стать, скорее всего, в том случае, если формируется вдали от своего светила, а значит — не испытывает особой конкуренции в притяжении материи. Удаленность от звезды обеспечивает и низкую температуру, при которой порхающие молекулы водорода (самого распространенного во Вселенной вещества) имеют меньшую скорость, а значит — легче удерживаются гравитационным полем планеты. В таких условиях планета слишком холодна, чтобы быть спомом.

Аналогично рассуждая, можно сказать, что и слишком маленькими получаются, как правило, те планеты, которые образуются близко к своему светилу, которое оттягивает с них большую часть вещества и вдобавок нагревает пространство до такой степени, что атомы самых распространенных веществ набирают большую скорость и становятся трудноуловимыми. Возможен также вариант, когда маленьким небесное тело стало благодаря формированию не возле звезды, а возле крупной планеты, так что само оно представляет из себя скорее не планету, а спутник. В первом случае наше небесное тело будет слишком горячим, чтобы быть спомом, а в последнем — слишком холодным.

Конечно, есть и исключения из этих общих правил, даже в нашей Солнечной системе. Например, Луна имеет гораздо больший размер, чем «положено», а Плутон — слишком малый. В попытках уложить эти факты в систему ученые выдвигают предположения, что Луна — это «захваченная» планета, а Плутон — «сбежавший» спутник.

Но в целом же, предполагая звезду определенного типа, стоит рассчитывать, что планета соответствующей массы будет находиться на соответствующем расстоянии от этой звезды и иметь соответствующий химический состав.