Йэн Стюарт - Математика космоса [Как современная наука расшифровывает Вселенную]

Карл Саган предположил в 1960-е годы, что бактериальная жизнь, а может быть, и более сложные организмы, похожие на воздушные шары, могли бы плавать в атмосфере Юпитера. Главное препятствие здесь — то, что у Юпитера сильная радиация. Однако некоторые бактерии отлично себя чувствуют в верхних слоях атмосферы Земли, где тоже наблюдается высокий уровень радиации, а крохотные тихоходки выдерживают такие уровни радиации и такие высокие и низкие температуры, которые нас быстро убили бы.

Остальные пять тел, которые я перечислил, не являются планетами, ни обычными, ни карликовыми, а представляют собой спутники планет, или луны, и располагаются далеко за пределами обитаемой зоны. Европа, Ганимед и Каллисто — спутники Юпитера. Как говорилось в главе 7, на них есть подземные океаны, возникшие благодаря тому, что приливное воздействие Юпитера разогревает их и плавит лед. На дне этих океанов вполне могут действовать горячие гидротермальные источники, которые, подобно земным аналогам (такие источники обнаружены, к примеру, вдоль Срединно-Атлантического хребта), представляют собой неплохое место для жизни. Срединно-Атлантический подводный хребет — это место, где расходятся тектонические плиты Земли (их растаскивает в разные стороны геологический конвейер, в то время как их внешние края уходят под континентальные плиты Европы и Америки). Раствор, богатый вулканическими химикатами, и тепло горячих вулканических газов обеспечивают комфортабельные условия существования для трубчатых червей, креветок и других довольно сложных организмов. Некоторые биологи-эволюционисты считают, что жизнь на Земле возникла возле таких подводных источников. Если получается здесь, почему не могло получиться на Европе?

Следующим в очереди стоит самая загадочная луна из всех — спутник Сатурна Титан. Его диаметр в полтора раза больше диаметра Луны, и, в отличие от всех прочих лун Солнечной системы, на нем имеется плотная атмосфера. Тело Титана представляет собой смесь из камня и водяного льда, а температура на его поверхности составляет около 95 K (минус 180 °C). Аппарат Cassini выяснил, что на нем есть озера и реки из жидкого метана и этана (на Земле при комнатной температуре это газообразные вещества). Основу его атмосферы (98,4 %) составляет азот, еще там присутствует метан (1,2 %), водород (0,2 %) и следы других газов, таких как этан, ацетилен, пропан, синильная кислота, углекислый газ, угарный газ, аргон и гелий.

Многие из этих молекул относятся к числу органических, то есть основаны на углероде, а некоторые к тому же представляют собой углеводороды. Считается, что возникают они, когда ультрафиолетовое излучение Солнца разрушает молекулы метана, порождая густой оранжевый смог. Это само по себе загадка, потому что всего за 50 млн лет весь метан в атмосфере должен был бы разложиться, а он и ныне там. Должно быть, его запас в атмосфере пополняется за счет чего-то. Либо вулканическая деятельность высвобождает метан из какого-то обширного подземного резервуара, либо дополнительный метан производит какой-то экзотический, вероятно примитивный, организм. Несбалансированный химический состав атмосферы — потенциальный признак жизни; очевидный пример — кислород Земли, который давно исчез бы, если бы не фотосинтез растений.

Если на Титане и правда есть жизнь, она должна быть принципиально отличной от жизни на Земле. Ведь истинный смысл сказки про Златовласку не в том, что ей нужно, чтобы все подходило ей «в самый раз», а в том, что Маме Медведице и Папе Медведю нужно было то, что подходит им , и оно было другое. Именно позиция медведей ставит перед нами самые интересные и важные научные вопросы. На Титане нет жидкой воды, но есть ледяная галька. Нередко априори считается, что жидкая вода необходима для жизни, но астробиологи установили, что в принципе жизнеподобные системы могли бы существовать и без воды. Титанианские организмы могли бы использовать какую-нибудь другую жидкость для доставки важных молекул по всему телу. В качестве возможных вариантов можно рассматривать жидкий этан или жидкий метан: то и другое способно растворять в себе многие другие химические вещества. Гипотетический титанианец мог бы получать энергию из водорода, который реагировал бы с ацетиленом с образованием метана.

Это типичный пример «ксенохимии» — гипотетических цепочек химических превращений, которые могли бы протекать в инопланетных формах жизни, принципиально отличных от земной нормы. Он показывает, что организму, существование которого является правдоподобным, не обязательно полностью походить на организмы нашей планеты, и открывает широкий простор для воображения в отношении инопланетной жизни. Однако химия сама по себе неспособна породить жизнь. Нужны организованные химические процессы, с большой вероятностью протекающие в чем-то, в общих чертах напоминающем клетку. Наши клетки окружены мембраной из фосфолипидов — соединений углерода, водорода, кислорода и фосфора. В 2015 году Джеймс Стивенсон, Джонатан Лунин и Полетт Клэнси предложили аналог клеточной мембраны, способный работать в жидком метане и состоящий вместо этого из углерода, водорода и азота.

Если бы человек возник на Марсе, чем он отличался бы от нас?

Глупый вопрос. Человек не возник на Марсе. Если бы жизнь возникла на Марсе (а насколько нам известно, она могла иметь место в давние времена, и организмы уровня бактерий, возможно, существуют там до сих пор), то развивалась бы собственным эволюционным путем, который прокладывают случай и динамика отбора. Если бы мы взяли земных людей и «пересадили» их на Марс, они бы вымерли гораздо раньше, чем успели приспособиться к тамошним условиям.

Ну хорошо. Предположим, на некоей экзопланете появились бы инопланетяне. Как бы они выглядели? Это чуть более разумный вопрос. Не забывайте, что на Земле в настоящее время обитают миллионы разнообразных видов живых существ. Как они выглядят? У кого-то есть крылья, у кого-то — ноги, у некоторых — то и другое одновременно, кто-то живет в океане на глубине несколько километров, кто-то прекрасно себя чувствует в ледяной пустыне, кто-то — в песчаной… Даже землеподобная жизнь очень разнообразна и обладает иногда очень странными и даже пугающими биологическими особенностями — у дрожжевого грибка двадцать полов, а шпорцевая лягушка Xenopus поедает собственных детенышей…

Телевизионные и киношные инопланетяне, как правило, гуманоидны, что позволяет актерам их играть, либо представлены совсем уж компьютерными монстрами, единственная цель которых — напугать зрителя посильнее. Ни то ни другое не может служить надежным ориентиром в вопросе о том, какой на самом деле может оказаться инопланетная жизнь. Жизнь развивается, чтобы как можно лучше соответствовать преобладающим условиям и среде, и она очень разнообразна. Конечно, мы можем порассуждать об этом, но вряд ли где-то во Вселенной отыщется придуманный нами конкретный «тип» инопланетного существа. Причиной тому — фундаментальное различие в ксенонауке, давным-давно отмеченное Джеком Коэном, — различие между универсалями и парохиалями. Универсаль и парохиаль здесь — существительные, представляющие собой сокращенную запись понятия «универсальное/парохиальное свойство». Парохиаль — это конкретное, особое свойство, которое появляется в результате исторической случайности. К примеру, у человека пищевод пересекается с дыхательными путями, в результате чего каждый год немало людей гибнет от попадания орешка в дыхательные пути. Количество смертей слишком мало, чтобы такой недостаток строения исчез в результате эволюции; он восходит еще к нашим отдаленным рыбоподобным предкам, которые жили в море, где эта особенность ничем им не грозила.