Жерден тыс өмір және оларды қайдан табуға болады

Бұл мыңжылдықтың ішінде біз сөзсіз.

Бір кездері қарапайым жұлдыздың айналасында кеңістіктегі жалғыз тас пайда болды. Біреу оны өздігінен репликацияланатын молекуламен егіп, біраз уақыт демалып, кейіннен осы қызықсыз жерге оралуды шешті. Олар ешқашан қайтып оралмады, бірақ мені 8,500,000-нан астам өзін-өзі қамтамасыз етуші субъектілер қарсы алады, олардың әрқайсысы өзіне ерекше және ерекше.

Бір рет, мен шамамен 4,6 миллиард жыл бұрын айтып отырмын. Бұл оқиғаның рас екеніне және 'олар' қайтып оралатынына сенгім келетін болса, шындық басқаша шығар.

Егер біреу маған: «Сізге ең ерекше және ақылға сыймайтын екі нәрсе қайсысы?» Деп сұраса, менің жауабым осы ғаламның кеңдігі және жер бетіндегі тіршіліктің әртүрлілігі болар еді. Көкке қарап тұрған сансыз түндер мен табиғатты бақылап жатқан сансыз күндер, әзірге нақты жауап жоқ.

Біз кімбіз? Мұның бәрі неден басталды?

Біздің қазіргі түсінігімізден біздің ғаламшарымыз шамамен 13,8 миллиард жыл. Бұл тарихи сәттерге толы өте ежелгі экожүйе, бірақ ең бастысы, оның бүкіл өмірінде ғалымдар өмірдің басталуы туралы таң қалдыратын және таңқалдыратын бір ерекше оқиға бар.

Ғалам өзін-өзі анықтау үшін өмірді жаратқандай.

Бүгін мен еріксіз сұрақ қойғым келеді,

«Біз шынымен жалғызбыз ба?»

Мен жай сұрап қана қоймай, осы мақаланың соңында нақты жауап беремін.

Мұны шешу үшін алдымен өмірдің қалай пайда болғанын және оны бүгін не білетінімізді түсінуіміз керек. Егер біз «не» бөлігін білсек, онда оны қайда іздеу керек екенін білеміз.

Біз іс жүзінде іздеудегі бір қадамдамыз. Бізде Жер, бүкіл планета бар, ол бізге өмірдің гүлденуі үшін қажет жағдайларды көрсетеді. Біздің планетамыздың бір әсерлі фактісі - өмір біз қарайтын барлық жерде. Мұхиттардың күн сәулесі түсе алмайтын терең тереңдігі, табиғи гейзерлер мен белсенді вулкандардың айналасы, полярлық аймақтардың қатуы: өмір барлық жерде.

Идея қарапайым: «Егер бұл бір рет болса, оның қайталануы ықтимал. Өйткені, ғаламдық кезеңділікті ұнатады ».

Енді бірде-бір күні үйге қоңырау шалатын кез-келген орынды табу үшін жұлдыздар аралық қазынаны іздейік. Біз өмірді микробтар түрінде таба аламыз, бірақ ақылды өмірді табу - бұл нақты мәселе. Біз осы жерде қалай өмір сүретін болсақ, сол жерде өмір сүре алатын жерді іздеуді шектейік. Мұндай орын, бәлкім, біз өмір сүретін өмірге, көміртегі негізіндегі тіршілік түріне ие болар еді. Сонымен қатар біз Сүт Жолының галактикасын іздеуді шектеп жатырмыз.

Біраз ойланғаннан кейін, мен іздеуді азайту үшін ойлап тапқан қажетті сүзгілердің тізімі.

✔ 1-сүзгі: Жұлдыз және роккиді ғаламшар

Жанып тұрған жұлдыз (Сурет көзі: Тенор)

Күн - жер бетіндегі тіршіліктің көпшілігі үшін тікелей немесе жанама энергияның негізгі көзі. Кейбір тіршілік формалары жұлдыздың болуына тәуелсіз өмір сүре алады, бірақ үлкенірек және күрделі масштабта бізге жұлдыздың энергиясы қажет. Соңғы уақытқа дейін ғалымдар біздің күн жүйесінің «жалғыз» немесе ондағы көптеген жүйелердің бірі екеніне сенімді болған жоқ. Жақында жасалған Kepler миссиясымен бұл күдіктер жойылды. Қазір біз барлық басқа жұлдыздардың айналасында планетарлық жүйе бар деп сенімді түрде айта аламыз, яғни галактикамыздағы жұлдыздарға қарағанда планеталар көп. Күн тәрізді жұлдыздар айналатын ғаламшарларды іздеумен шектелейік, өйткені біз мұндай жұлдыз өмір сүруге қолайлы жағдай жасай алатынына сенімдіміз.

Міне, қарапайым түйсігі. Күн тәрізді мөлшерде және жас шамасында басқа жерде жұлдыз болса, оның айналасында планетарлық жүйе де бола ма? Мұндай жүйенің Жер планетасына ие болуы және тіршілік осы жерде жасалынған сияқты пайда болуы ықтималдығы қандай?

Мұндай ықтимал күн егіздерінің негізгі ерекшеліктері:

  • Бұл G тәрізді негізгі реттік жұлдыз болуы керек, яғни күн тәрізді мөлшерде жұлдыз (негізінен күн тәрізді), сутегі гелийге қосылады және ол біткенше шамамен 10 миллиард жыл бойы осылай жалғасады. жанармай құйып, содан кейін қызыл гигантқа айналады, ақырында ақ гвардияға айналады.
  • Оның беткі температурасы шамамен 5700 К болуы керек және жасы шамамен 4,6 миллиард жыл болуы керек, бұл саналы өмірге (біз білеміз) дамуға жеткілікті уақыт береді.
  • Ол Күннің металлына ұқсас болуы керек. Бұл сутегі мен гелийден ауыр жұлдыз ішіндегі әртүрлі элементтердің өлшемі. Бұл қызықты қасиет - бұл жұлдыздар жүйесі қандай экзопланетаның болуы мүмкін екендігін жанама түрде көрсете алады. Металлдығы жоғарырақ жұлдыздарда газ алыптары және олардың айналасында айналатын жартасты планеталар болуы мүмкін. Метамикасы Күнге ұқсас жұлдыз айналасында планеталардың ұқсас түріне ие болуы мүмкін деген болжам жасай аламыз.

Байқалған жұлдыздардың қазіргі деректерін ескере отырып, бізде күндізгі егіздердің жанында жақсы кандидаттар көп. Жақында оларға ораламыз, бірақ енді қарастырылған басқа өлшемдерді қарастырайық.

✔ 2-фильтр: сұйық су

Сұйық су тамшылары (Сурет көзі: Реддит)

Бір тамаша күнде екі сутегі атомы оттегі атомымен байланысып, өмірдің эликсирі жасалды. Су біздің өмір сүруіміз үшін өте маңызды. Орташа адам онсыз бір аптадан артық болмайды.

Жылу жұлдызынан температурасы сұйық судың болуы үшін қашықтықты Голдилокс зонасы деп атайды. Ең дұрысы, беткі температура -15-тен 70 градусқа дейін болуы керек. Біздің басты назарымыз олардың ата жұлдыздарының осы аймағында орналасқан планеталарға аударылады. Кеплер мәліметтеріне сүйене отырып, астрономдар Голдилокс зонасында өздерінің ата жұлдыздарын айналдыратын Жердегі 11 миллиард планета болуы мүмкін!

✔ 3-фильтр: атмосфералық құрам

Солтүстік шамдар зарядталған бөлшектер атмосферамен әрекеттескенде пайда болады.

Өмірді күннің зиянды сәулелерінен қорғау үшін метаболизм үшін оттегі мен озон қабаты қажет. Қысым мен құрам бізге өмір сүруге және өркендеуге көмектесу үшін дұрыс болуы керек. Сонымен қатар бізге жылыжай эффектісі қажет, онсыз Жер әлдеқайда салқын болатын еді. Өмірдің бірнеше формалары қиын жағдайларда өмір сүруі мүмкін, алайда осы ізденіспен шектелейік.

Егер сіз бірнеше жарық жылдардағы экзопланетаның атмосферасын қалай түсінуге болатындығы туралы білгіңіз келсе, бізде қарапайым, бірақ тиімді әдіс бар. Экзопланетаның атмосферасы арқылы өтетін жұлдыздың жарық спектрін байқай отырып, ондағы элементтерді анықтай аламыз. Жалпы алғанда атомдар мен молекулалар жарықтың белгілі бір толқын ұзындығын сіңіреді (бұл элементке тән, демек, сол элементтің саусақ ізіне ұқсас). Біздің спектрлік бақылауларымызда жарықтың бұл толқын ұзындығы жоқ болады, олар экзопланетаның атмосферасында болады.

✔ 4-сүзгі: Магнит өрісі

Жердің магнит өрісі бізді күн желінен қорғайды (Сурет көзі: NASA)

Магнит өрісінің болуы көптеген нәрселермен байланысты. Мысалы, біздің екінші үйіміз Марсты қарастырайық. Оның атмосферасы Жердегіден әлдеқайда жұқа (шамамен 100 есе). Ол Голдилокс зонасында болса да, бетінде сұйық су бар. Таңқаларлық емес, өмірде де із жоқ. Жер, керісінше, өмірмен өркендейді. Мұндағы бір айқын айырмашылық - Марста күшті магнит өрісінің болмауы.

Біздің қазіргі түсінігіміз бойынша, ғаламшардың магнит өрісі оған атмосфераны белгілі бір деңгейде сақтап қана қоймайды, сонымен қатар оларды күн желдерінен және басқа да жоғары зарядталған бөлшектерден аулақ ұстай алады.

✔ 5-фильтр: Галактика орталығынан қашықтық

Егер сіз Голдилокс зонасында боласыз деп ойласаңыз, онда сіз қателесесіз. Жұлдыздар жүйесі «Галактикалық өмір сүру аймағы» деп аталатын жерде де болуы керек. Бұл галактиканың тіршілік ете алатын жерлері. Ең дұрысы, ол галактикалық орталықтан ыңғайлы қашықтықта және жойылып кету қаупін тудыруы мүмкін кез-келген супернова немесе басқа да зор жұлдыз оқиғаларына жақын емес. Жер осындай жерде біршама бейбіт ғарыштық көрші орналасқан.

Бұл Lineweaver соавт (2004) алдын-ала болжағанындай, Сүт жолының галактикалық өмір сүру аймағы.

✔ 6-фильтр: басқа да факторлар

Өмір эволюциясына белгілі бір әсер етуі мүмкін бірнеше басқа факторлар бар. Жер - өмірді өткізетін жалғыз белгілі планета, бірақ бұл олай емес. Плиталық тектоника жалғыз Жер болып табылады (Юпитер айындағы, Еуропадағы ұқсас белсенділікті көрсететін бірнеше зерттеулер болған). Олар планетадағы тұрақты температураны сақтауға көмектеседі. Бұл тақтадағы тектоника өмір сүру үшін қажет болуы мүмкін дегенді алға тартады, бірақ ғалымдар бұл мүлдем қажеттілік болмауы мүмкін дейді.

Жүйеде «Жақсы Юпитер» деп аталатын тағы бір мәселе бар. Юпитер тәрізді газ алпауыттары ата-аналарының жұлдызынан әлдеқайда алыс орбитада үлкен астероидтарды соқтығысу бағытынан ішкі жартасты планеталарға бағыттауда маңызды рөл атқаруы мүмкін. Бұл саналы өмірдің дамуына жеткілікті уақыт беріп, жаппай қырып-жоюдың алдын алуға көмектеседі.

Жердегі тіршіліктің пайда болуы бірнеше рет ұйымдастырылған оқиғалардың нәтижесінде пайда болған сияқты, бірақ бұл жай ғана кездейсоқтық емес, менің ойымша, бұл ерекше емес - бұл ғаламның анық, мүмкін емес мөлшері. Жоғарыда аталған барлық критерийлерге жауап беретін жұлдыздық жүйелер мен ғаламшарлардың эволюциядан тыс өмірге ие болу мүмкіндігі бар. Жер тәрізді 11 миллиард планета сияқты үлкен сандарды есептегенде, олардың кейбіреулері саналы өмір сүруі керек деп санайды, бірақ бір нәрсе дұрыс емес.

Бізде жалғыз қалудың көптеген мүмкіндіктері бар. Басқа жерде бірнеше миллион жыл бұрын басталған кішкентай бас біздің галактикамызды зерттей алатын технологиялық дамыған өркениет туғызуы керек еді. Біз ғарышқа қай жерде қарасақ та, ешқандай био немесе технопараттар жоқ, тек терең тыныштық, қараңғылық. Кез келген шағымдар басқаша түрде жалған дабыл ретінде қабылданбайды. Бұл Ферми парадоксы. Барлығы қайда?

Алдында жүрмес бұрын, алдымен, статистикалық тұрғыдан алғанда, жалпы өмірдің қандай болатындығы туралы ойланып көрейік. Мұны әйгілі Дрейк теңдеуі арқылы білуге ​​болады:

Дереккөз: Wikipedia

Бұл параметрлер үшін бізде нақты мәндер жоқ, бірақ екі қарама-қайшылықты бағалау біздің жалғыз екенімізді немесе галактикамызда 15,600,000-нан астам өркениет бар екенін айтады. Бұл сценарий барлық жерде немесе кез келген жерде. Аралықтағылар жоқ.

Шындыққа бұрынғыдан да жақсырақ, бізде бар деректерді пайдалану арқылы ғаламды зерттеуге уақыт келді (осы мақаланы жазу кезінде).

Күн тәрізді жұлдыздар туралы пікірталасқа қайта оралсақ, біз осы уақытқа дейін егіздердің жанында тұрған он алты кандидатты анықтадық, олардың бесеуі экзопланеталардың орбиталарын растады. Бірақ үміттеріңізді ақтамаңыз. Әлем әрқашан біздің үмітімізді бұзатын өз жеңін алады.

Сол жұлдыздардың бірі HD 164595 планета (HD 164595b деп аталады) Жерден кемінде 16 есе массаға ие, оны 40 күн сайын айналып жүреді. Ол Нептун тәрізді және өмірді сақтай алмайды деп болжанады, бірақ қызығы, 2015 жылдың мамыр айында астрономдар осы бағыттан келетін ерекше радио сигналын тапты. Кейбіреулер бұл бөтен болуы мүмкін деп қобалжты, бірақ басқа дәлелдемелер мен бақылаулардың болмауы мұндай шағымды қанағаттандырмады.

HD 98649 деген тағы бір жұлдызда ғаламшардың таңқаларлық эксцентрлік орбитасында айналатыны анықталды. Бұл өмір үшін екіталай үй болуы мүмкін, бірақ шамамен 2700 жарық жылы қашықтықта жақсы үміт бар. YBP 1194 осы күнге дейін табылған ең жақсы күн егіздерінің бірі болып табылады. Алайда, бұл жұлдыз Күннен айырмашылығы үлкенірек жұлдыздар тобына кіреді, бірақ экзопланетаның орбитасы бар, олар тіпті жұлдыз кластерлерінің арасында да болуы мүмкін екенін көрсетеді. Бұл нақты Жерден 100 есе үлкен және өзінің жұлдызына жақын орбитада орналасқан. Бұл жұлдыздың Goldilocks аймағында басқа ашылмаған планеталар болса да, бұл жүйенің тұрақтылығына сұрақ белгісін қояды.

HIP 11915 тағы бір күн егіздерінің планетарлық жүйесі өте қызықты. Біз Юпитердің өлшемді газ алыптығы осы жұлдызды айналдырып жатқанын, одан қызығы, Юпитерден біздің Күнге дейінгі қашықтықта екенін дәлелдедік. Бұл жүйеде ішкі жартасты планеталардың болуы туралы нұсқайды, олардың бірі Жерге ұқсас болуы мүмкін. Ғалымдар бұл өте жақсы Solar System 2.0 болуы мүмкін деп болжайды. Мұны растау үшін көбірек бақылау жасау керек.

Ең жақсысын сақтай отырып, бізде 1402 жарық жылында орналасқан Кеплер-452 жұлдызы бар. Мұнда 384,883 тәулікке созылған экзопланеталық орбита бар, ол бізге жақсы таныс. Бұл планета сонымен қатар өзінің жұлдызының Голдилокс аймағында болған және оның беткі температурасы Жердің температурасына ұқсас!

Сіз жұмбақтың бөліктері біркелкі сәйкес келеді деп ойлағаныңызда, бізде оның жұлдызшасында қиындықтар туындайды. Ол Күннен әлдеқайда үлкен (шамамен 1,5 миллиард жылға жуық), сондықтан бұл жүйе біздікінің болашақ нұсқасына ұқсас. Қалай болғанда да, егер Жерде өмір сол сияқты өзгерсе, онда олардың өркениеті бізден миллиондаған жылдар бұрын болады және сол жерде де жағдай болады. Бізде бұл туралы нақты дәлелдер жоқ, бірақ бұл өте күшті ставка. SETI институтының ғалымдары (Ғаламшардан тыс интеллект іздеу) ықтимал бөтен сигналдарды іздеуді бастады. Мүмкін, бірдеңе таппай-ақ қояйық.

Сурет көзі: NASA

Kepler миссиясы Kepler-452b-ті ашуда таңқаларлық жұмыс жасады, және қазір TESS миссиясы тек экзопланеталарды анықтау мақсатымен жұмыс істеуде. Айсбергтің ұшының ұшын әрең зерттедік. Жоспарланған жаңа миссиялар келе бастайды және біз іздеуде дұрыс жолда боламыз. Тіпті бірнеше факторларды тарылтып, бірнеше қатаң шектеулер енгізгеннен кейін де, өмірді іздеуге және іздеуге әлі де көп орындар бар.

Осы бақылаулардың барлығы Сүтті Жол галактикасында жасалған және соңғы 50 жыл ішінде біз көптеген перспективалы ашылулар жасадық. Біздің ғаламшарымызда 200 миллиардтан астам галактикалар бар деп есептеледі. Тіршілік әр спиральді галактикада бір планетада болады деп есептесек те, жер бетіндегі өркениеттердің саны өте төмен болуы керек.

Өмір сүруге болатын идеалды жерлерді іздеудің орнына, терең ғарыштан сигнал іздеудің қарапайым әдісі болар еді. Теория, кез-келген саналы өмір, біз сияқты ғарышқа трансмиссияны жіберуі мүмкін. Қасақана немесе кодталған берілісті бейнелейтін радио сигналды табу интеллектуалды өмір үшін кепілдендірілген дәлелдердің бір бөлігі. Біз мұндай сигналдарды ұзақ уақыт бойы тыңдап келеміз.

Өткен уақытта Project Ozma, Project Sentinel, META, BETA және Project Phoenix сияқты бірнеше бағдарламалар болды, олардың барлығы негізгі мақсаттан тыс жердегі сигналдарды анықтау болды. Сіз болжағаныңыздай, олардың бірде-біреуі әлі күнге дейін нәтижеге жете алмады.

Бұл кездейсоқ іздеу емес, іздеу үшін бірнеше кеңестер бар. Олардың бірі - су қоймасының радио жиілігі, онда ғалымдар байланыс белгілерін іздейді. Бұл ерекше жиілік әлемдегі ең мол қосылыстардың бірі - гидроксил иондары мен сутектің спектрлік сызығына сәйкес келеді. Бұл оны «тыныш каналға» айналдырады, яғни кез-келген шуылдан аулақ болады (олар оны сіңіреді), оны жер бетінен тыс байланыс үшін өте ыңғайлы етеді.

Ғалымдар, сонымен қатар, Дисон сферасы, Айқын немесе Сақина, Ғарыш айнасы, Гипертелескоп, Шкадов Трустер және т.с.с. теориялық тұрғыдан бөтен мегастрруктураларды іздеді дамыған өркениет арқылы. (Кардашев шкаласындағы 2 тип - өркениеттің технологиялық өрлеуін бағалау үшін қолданылатын жалпы шара)

Осы уақытқа дейін қандай сигналдарды таптық?

Уа! сигнал «6EQUJ5» түрінде көрсетіледі. Эхманның қолымен жазылған леппен басып шығарылған түпнұсқаны Огайо тарихы байланысы сақтайды

Көбінесе, кеңістік үнсіз қалады, тіпті бірер сәтте бірдеңе табылса, бұл жалған дабыл болуы мүмкін. Солай болса да, біз Вау сияқты нағыз жұмбақ адамдарды таптық! Кейбір ғалымдардың пікірі бойынша, бұл жай өтіп жатқан кометадан шыққан.

2003 жылы табылған SHGb02 + 14a радио көзі табиғи емес болып көрінеді. Бұл су қоймасы аймағында, және осындай жиіліктің ауытқуымен бірнеше рет байқалды. Оның ерекшелігі, ол шыққан бағытта аймақта ешқандай жұлдыз жоқ! Бүгінгі күнге дейін оның пайда болуы туралы нақты түсінік жоқ.

Дәл қазір бірнеше бағдарлама жұмыс істейді және біз одан да қызықты сигналдарды табуды жалғастырамыз. Сондай-ақ, ықтимал табылғаннан кейін не істеу керектігі туралы әмбебап нұсқаулар берілген «Анықтаудан кейінгі саясат» деп аталатын хаттама бар.

Белгісіз сигналды бөтен деп санаудың жалпы түйсігі төмендегідей:

  • Бұл табиғи көрінбеуі керек. Тар жолақтығы, модуляция, кодтау, бірнеше жиілік және т.б. сияқты айқын белгілер болуы керек.
  • Бұл бір реттік аномалия болмауы керек (бұл әдетте бұл жай ғана интерференция немесе жалған дабыл). Біз оны көктегі сол қалпынан қайта-қайта байқай алуымыз керек.
  • Ол белгілі бір жерден басталуы керек және тек сол кезден басталуы керек. Егер мұндай сигнал барлық бағыттардан келіп түссе, оның табиғи шығу тегі болуы әбден мүмкін, дегенмен біз не себеп болғанын білмеуіміз мүмкін. (мысалы, жылдам радио жарылыстары (FRB))

Егер сіз әуесқой астроном болсаңыз және осы өлшемдерге сәйкес келетін нәрсені тапсаңыз, сіз бөтен нәрсеге бола аласыз. Серпінді тыңдау - бұл көрші жұлдыздарды тыңдауға бағытталған жақында басталған бастама. Осы бағдарлама барысында жиналған астрономиялық мәліметтер көпшілік назарына ұсынылады. Сіз оған қол жеткізіп, өз зерттеулеріңізді жүргізе аласыз!

Дәлелдердің болмауы бізді ертерек қорытынды жасауға мәжбүр етуі мүмкін, бірақ біз іздеуді енді бастадық және біздің космостық көршіміз ашылуды күтетін құпияларға толы деп санаймын.

Мұны біліңіз, келесі жолы түнгі аспанды қарасаңыз. Шамамен, бір жерде жарқыраған нүктенің жанында біреу үйге қоңырау шалатын жер бар шығар, және, мүмкін, біреу біздің артымызға қарап: «Бәріміз де жалғызбыз ба?»

Менің ойымша, келесі 1000 жыл ішінде бізді ғарыштық серіктеріміз табады немесе таба алады. Бұл сәт адамзаттың бүкіл өміріндегі ең маңыздысы болады. Мен болашақта осы мақаланы оқитын шетелдіктерге қалдырғым келетін кішкентай хабарлама: (мен өте өршіл адаммын):

«Сәлем! Сіз мұны түсінетіндігіңізге сенімді емеспіз, бірақ барлық шабыт үшін рахмет. Біз сіз туралы білгенімізден бұрын, сіз мен сияқты зерделі зертханалар мен зерттеушілердің ұрпақтарына аспаннан тыс жерде өмір сүруді армандадыңыз ... »

Міне, менің бұл сұраққа жауапым. Жоқ, біз жалғыз емеспіз, ешқашан болған емеспіз және болмайды да. Нашар жағдайда, менің ойларым қате болса да, біз оларды әлі де табамыз.

Қандай да бір жолдың бойында біз іздеген шетелдіктер болар едік.

Жоғарыдағы суретте суретшінің ғаламның 13 миллиард жылдық тарихындағы оқиғалар ағынын Үлкен жарылудан сағат тіліне қарсы бағытта сағат тіліне қарсы бағытта - төменгі оң жақта Жердегі тіршіліктің қалыптасу кезеңі көрсетілген. .