Зміст:
1. Введення
2. Виникнення розуму
3. Поява життя на Землі
4. Пошуки життя у сонячній системі
Місяць
Меркурій
Венера
Марс
Планети гіганти
Супутники планет і комети
5. Умови для життя в космосі
Зародження життя на планетах
Зони життя
Планети поблизу зірок
6. Пошук неземних цивілізацій
Вони поруч із нами
Вони тут колись побували
Вони не правильна
Вони хочуть поговорити
7. Зв'язок з позаземними цивілізаціями
8. Проекти вивчення неземних цивілізацій Озма і Серендіп
9. Мова братів по розуму
Штучні мови
Космічні послання
10. Висновок
11. Список літератури
12. Додаток
Введення
Немає нічого більш хвилює, ніж поіскіжізні і розуму у Всесвіті. Унікальність земної біосфери і людського інтелекту кидає виклик нашої віри в єдність природи. Людина не заспокоїться, поки не розгадає загадку свого походження.
Вивченням Всесвіту, її походження й еволюції займаються астрономи і фізики. Дослідженням живих істот і розуму зайняті біологи і психологи. А походження життя хвилює всіх: астрономів, фізиків, біологів, хіміків. На жаль, нам знайома тільки одна форма життя - білкова і лише одне місце у Всесвіті, де це життя існує, - планета Земля. А унікальні явища, як відомо, практично не піддаються науковому дослідженню. От якщо б вдалося виявити інші населені планети, тоді загадка життя була б вирішена набагато швидше. А якщо б на цих планетах знайшлися б розумні істоти ... Дух захоплює, варто тільки уявити собі перше діалог з братами по розуму.
Але які реальні перспективи такої зустрічі? Де в космосі можна знайти підходящі для життя місця? Чи може життя зародитися в міжзоряному просторі, або для цього необхідна поверхню планет? Зв'язок з іншими розумними істотами? Запитань багато ...
У своєму рефераті я ставлю перед собою мету дізнатися, що у Всесвіті ми не самотні. Мені хочеться дізнатися про далеких космічних світах, про Всесвіт. На мій погляд, найголовніше в астрономії дізнатися, як влаштований світ, чи є життя на інших планетах, самотні ми у безмежній Всесвіту або десь існує життя, як і наша?
2. Виникнення розуму
Життя на який-небудь планеті повинна виконати величезну еволюцію, перш ніж стати розумною. Рушійна сила цієї еволюції - здатність організмів до мутацій і природний добір. У процесі такої еволюції організми все більше і більше ускладнюються, а їх частини - спеціалізуються. Ускладнення йде як в якісному, так і в кількісному напрямку. Наприклад, у хробака є всього близько 1000 нервових клітин, а у людини близько десяти мільярдів. Розвиток нервової системи істотно збільшує здатності організмів до адаптації, їх пластичність. Ці властивості високорозвинених організмів є необхідними, але, звичайно, недостатніми для виникнення розуму. Останній можна визначити як адаптацію організмів для їх складної соціальної поведінки. Виникнення розуму має бути тісно пов'язаний з докорінним поліпшенням і удосконаленням способів обміну інформацією між окремими особами. Тому для історії виникнення розумного життя на Землі виникнення мови мало вирішальне значення. Чи можемо ми, однак, такий процес вважати універсальним для еволюції життя в усіх куточках Всесвіту? Швидше за все - ні! Адже в принципі при зовсім інших умовах засобом обміну інформацією між особинами могли б стати не поздовжні коливання атмосфери (або гідросфери), в якій живуть ці особи, а щось зовсім інше. Чому б не уявити собі спосіб обміну інформацією, заснований не на акустичних ефекти, а, скажімо на оптичних або магнітних? І взагалі - чи так уже обов'язково, щоб життя на який-небудь планеті в процесі її еволюції стала розумною?
Тим часом ця тема з незапам'ятних часів хвилювала людство. Говорячи про життя у Всесвіті, завжди, перш за все, мали на увазі розумну життя. Чи самотні ми у безмежних просторах космосу? Філософи і вчені з античних часів завжди були переконані, що є безліч світів, де існує розумне життя. Ніяких науково обгрунтованих аргументів на користь цього твердження не наводилося. Міркування, по суті, велися за наступною схемою: якщо на Землі - однієї з планет Сонячної системи є життя, то чому їй не бути на інших планетах? Цей метод міркування, якщо його логічно розвивати, не так вже й поганий. І взагалі страшносебе уявити, що з 1020 - 1022 планетних систем у Всесвіті, в області радіусом в десяток мільярдів світлових років розум існує тільки на нашій крихітній планетки ... Але може бути, розумне життя - надзвичайно рідкісне явище. Може бути, наприклад, що наша планета як обитель розумного життя єдина в Галактиці, причому далеко не у всіх Галактиках є розумне життя. Чи можна, взагалі, вважати роботи про розумного життя у Всесвіті науковими? Ймовірно, все-таки, при сучасному рівні розвитку техніки можна, і необхідно займатися цією проблемою вже зараз, тим більше вона може раптом виявитися надзвичайно важливою для розвитку цивілізації ...
Виявлення будь-якої життя, особливо розумним, могло б представляти, і мати величезне значення. Тому вже давно робляться спроби виявити і встановити контакт з іншими цивілізаціями. У 1974 році в США була запущена автоматична міжпланетна станція "Піонер-10". Кілька років по тому вона залишила межі Сонячної системи, виконавши різні наукові завдання. Якщо мізерно мала ймовірність того, що коли-небудь, через багато мільйонів років, невідомі нам високо цивілізовані інопланетні істоти виявлять "Піонер-10" і зустрінуть його як посланця чужого, невідомого їм світу. На цей випадок усередині станції закладена сталева пластинка з вигравіруваними на неї малюнком і символами, які дають мінімальну інформацію про нашу земної цивілізації. Це зображення складено таким чином, щоб розумні істоти, що знайшли його, змогли визначити положення Сонячної системи в нашій Галактиці, здогадалися б про наше вигляді і, можливо, наміри. Але звичайно позаземна цивілізація має набагато більше шансів знайти нас на Землі, ніж знайти "Піонер-10".
3. Поява життя на Землі
Щоб на планеті могло з'явитися життя, її маса не повинна бути дуже маленькою. З іншого боку, занадто велика маса теж є несприятливим фактором, на таких планетах невелика ймовірність утворення твердої поверхні, вони зазвичай являють собою газові кулі з постійно зростаючою до центра щільністю (наприклад, Юпітер і Сатурн). Так чи інакше, маси планет, придатних для розвитку життя, повинні бути обмежені як зверху, так і знизу. Мабуть, нижня межа можливостей маси такої планети близька до кількох сотих маси Землі, а верхня в десятки разів перевищує земну. Дуже велике значення має хімічний склад поверхні та атмосфери. Як видно, межі параметрів планет, придатних для життя, досить широкі.
Для вивчення життя потрібно, перш за все, визначити поняття "жива речовина". Це питання є далеко не простим. Багато вчених, наприклад, визначають жива речовина як складні білкові тіла, що володіють упорядкованим обміном речовин. Такої думки дотримувався, зокрема, академік О. І. Опарін, багато займався проблемою походження життя на Землі. Звичайно, обмін речовин є істотний атрибут життя, однак питання про те, чи можна зводити сутність життя, насамперед до обміну речовин, є спірним. Адже і в світі неживого, наприклад, у деяких розчинів, спостерігається обмін речовин у його найпростіших формах. Питання про визначення поняття "життя" стоїть дуже гостро, коли ми обговорюємо можливості життя на інших планетарних системах.
В даний час життя визначається не через внутрішню будову і речовини, які їй властиві, а через її функції: "керуюча система", що включає в себе механізм передачі спадкової інформації, що забезпечує збереження наступним поколінням. Тим самим завдяки неминучим перешкод при передачі такої інформації наш молекулярний комплекс (організм) здатний до мутацій, а, отже, до еволюції.
Виникненню живої речовини на Землі (і, як можна судити за аналогією, на інших планетах) передувала досить тривала і складна еволюція хімічного складу атмосфери, в кінцевому підсумку привела до утворення ряду органічних молекул. Ці молекули згодом послужили як би "цеглинками" для утворення живої речовини.
За сучасними даними, планети утворюються з первинного газово-пилової хмари, хімічний склад якого аналогічний хімічним складом Сонця і зірок, початкова їх атмосфера складалася в основному з найпростіших сполук водню - найбільш поширеного елементу в космосі. Найбільше молекул водню, аміаку, води та метану. Крім того, первинна атмосфера повинна була бути багата інертними газами - перш за все гелієм і неоном. В даний час благородних газів на Землі мало, так як вони свого часу діссіпіровалі (звітрилися) в міжпланетний простір, як і багато водородосодержащіе з'єднання.
Однак, мабуть, вирішальну роль у встановленні складу земної атмосфери зіграв фотосинтез рослин, при якому виділяється кисень. Не виключено, що якийсь, а може бути навіть істотне кількість органічних речовин було принесено на Землю при падіння метеоритів і, можливо, навіть комет. Деякі метеорити досить багаті органічними сполуками. Підраховано, що за 2 млрд. років метеорити могли принести на Землю від 108 до 1012 тонн таких речовин. Такі органічні сполуки можуть у невеликих кількостях виникати в результаті вулканічної діяльності, ударів метеоритів, блискавок, з-за радіоактивного розпаду деяких елементів.
Є досить надійні геологічні дані, які вказують на те, що вже 3.5 млрд. років тому земна атмосфера була багата киснем. З іншого боку вік земної кори оцінюється геологами в 4.5 млрд. років. Життя повинна була виникнути на Землі до того, як атмосфера стала багата киснем, так як останній в основному є продуктом життєдіяльності рослин. Відповідно до недавньої оцінкою американського фахівця з планетарної астрономії Сагана, життя на Землі виникла 4.0 - 4.4 млрд. років тому.
Механізм ускладнення будови органічних речовин і поява у них властивостей, властивих живій речовині, в даний час ще недостатньо вивчений, хоча останнім часом спостерігаються великі успіхи в цій галузі біології. Але вже зараз ясно, що подібні процеси тривають протягом мільярдів років.
Будь-яка як завгодно складна комбінація амінокислот та інших органічних сполук - це ще не живий організм. Можна, звичайно, припустити, що за якихось виняткових обставин десь на Землі виникла якась "праДНК", яка і стала початком всього живого. Навряд чи, проте, це так, якщо гіпотетична "праДНК" була цілком подібна до сучасної. Справа в тому, що сучасна ДНК сама по собі абсолютно безпорадна. Вона може функціонувати тільки за наявності білків-ферментів. Думати, що чисто випадково, шляхом "перетрушування" окремих білків - багатоатомних молекул, могла виникнути така складна машина, як "праДНК" і потрібний для її функціонування комплекс білків-ферментів - це значить вірити в чудеса. Однак можна припустити, що молекули ДНК і РНК походять від більш примітивної молекули.
Для утворилися на планеті перших примітивних живих організмів високі дози радіації можуть представляти смертельну небезпеку, тому що мутації будуть відбуватися так швидко, що природний відбір не поспіє за ними.
Заслуговує на увагу ще таке питання: чому життя на Землі не виникає з неживої речовини в наш час? Пояснити це можна тільки тим, що раніше виникла життя не дасть можливість новому зародження життя. Мікроорганізми і віруси з'їдять вже перші паростки нового життя. Не можна повністю виключати і можливість того, що життя на Землі виникла випадково.
Існує ще одна обставина, на яку, можливо, варто звернути увагу. Добре відомо, що всі "живі" білки складаються з 22 амінокислот, між тим, як всього амінокислот відомо, понад 100. Не зовсім зрозуміло, чим ці кислоти відрізняються від решти своїх "побратимів". Чи немає якої-небудь глибокого зв'язку між походженням життя і цим дивовижним явищем?
Якщо життя на Землі виникла випадково, значить життя у Всесвіті рідкісне (хоча, звичайно, ні в якому разі не одиничне) явище. Для даної планети (як, наприклад, наша Земля) виникнення особливої форми високоорганізованої матерії, яку ми називаємо "життям", є випадковістю. Але у величезних просторах Всесвіту виникає такий спосіб життя має представляти собою закономірне явище.
Треба ще раз треба зазначити, що центральна проблема виникнення життя на Землі - це пояснення якісного стрибка від "неживого" до "живого" - все ще далека від ясності. Недарма один з основоположників сучасної молекулярної біології професор Крик на Бюраканскою симпозіумі з проблеми позаземних цивілізацій у вересні 1971 року, сказав: "Ми не бачимо шляху від первинного бульйону до природного відбору. Можна прийти до висновку, що походження життя - диво, але це свідчить тільки про наше незнання "
4. Пошуки життя у сонячній системі
МІСЯЦЬ - єдине небесне тіло, де змогли побувати земляни, грунт якого детально досліджено в лабораторії. Ніяких слідів органічного життя на Місяці не знайдено.
Справа в тому, що Місяць не має, і ніколи не мала атмосфери: її слабке поле тяжіння не може утримувати газ поблизу поверхні. З цієї ж причини на Місяці немає океанів - вони б зникли. Чи не прикрита атмосферою поверхня Місяця нагрівається вдень до 130? С, а вночі остигає до -170 ° С. До того ж на місячну поверхню безперешкодно проникають згубні для життя ультрафіолетові і рентгенівські промені Сонця, від яких захищає Землю атмосфера. Загалом, на поверхні Місяця для життя умов немає. Щоправда, під верхнім шаром грунту, вже на глибині 1 м, коливання температури майже не відчуваються: там постійно близько -40 ° С. Але все одно у таких умовах життя, ймовірно, не може зародитися.
На найближчій до Сонця маленькій планеті МЕРКУРІЙ ще не побували ні космонавти, ні автоматичні станції. Але люди дещо знають про неї завдяки дослідженням з Землі і з пролітав поблизу Меркурія американського апарату "Маринер-10" (1974 і 1975 рр..). Умови там ще гірше, ніж на Місяці. Атмосфери немає, а температура поверхні змінюється від -170 до 450 ° С. Під грунтом температура в середньому становить близько 80? С, причому з глибиною вона, природно, зростає.
Венера в недавньому минулому астрономи вважали майже точною копією молодої Землі. Будувалися здогади, що ховається під її хмарним шаром: теплі океани, папороті, динозаври? На жаль, через близькість до Сонця Венера зовсім не схожа на Землю: тиск атмосфери в поверхні цієї планети в 90 разів більше земного, а температура і вдень, і вночі близько 460 ° С. Ходячи на Венеру опустилося кілька автоматичних зондів, пошуком життя вони не займалися: важко уявити собі життя в таких умовах. Над поверхнею Венери вже не так спекотно: на висоті 55 км тиск і температура такі ж, як на Землі. Але атмосфера Венери складається з вуглекислого газу, до того ж у ній плавають хмари з сірчаної кислоти. Словом, теж не найкраще місце для життя.
МАРС не без підстав вважався придатною для життя планетою. Хоча клімат там дуже суворий (літнім днем температура становить близько 0? С, вночі -80? С, а взимку доходить до -120 ° С), але все-таки це не безнадійно погано для життя: існує ж вона в Антарктиді і на вершинах Гімалаїв . Однак на Марсі є ще одна проблема - вкрай розрядження атмосфера, в 100 разів менше щільна, ніж на Землі. Вона не рятує поверхню Марса від згубних ультрафіолетових променів Сонця і не дозволяє воді знаходитися в рідкому стані. На Марсі вода може існувати тільки у вигляді пари і льоду. І вона дійсно там є, у всякому разі в полярних шапках планети. Тому з великим нетерпінням всі чекали результатів пошуків марсіанської життя, зроблених одразу ж після первої вдалої посадки на Марс в 1976 р. автоматичних станцій "Вікінг-1 і -2". Але вони всіх розчарували: життя не було виявлено. Правда, це був лише перший експеримент.
В даний час учені вважають, що озеро Схід (про нього буде розказано далі) ще сильніше нагадує іншу планету, де колись існувала життя, а саме Марс. Згідно з припущенням, висунутому групою дослідників під керівництвом Наталії Дьюксбері (Лабораторія реактивного руху, NASA) причиною виникнення цього водного освіти є не геотермальне нагрівання, а інший механізм. Побудовані вченими альтернативні моделі антарктичного озера вказують на те, що спочатку воно являло собою відкритий водойму, заледеніння якого відбулося в період від 5 до 30 млн. років тому. Таким чином, якщо в ньому вдасться виявити які-небудь форми життя, то з геологічної точки зору вони будуть старше крижаного щита Антарктики.
Пропонована модель озера Схід вражає схожістю з умовами Червоної планети. Як відомо, північний полюс Марса (Див. додаток рис.1) покритий шаром льоду. Проте минулого планета зазнала різкі зміни нахилу осі обертання, і ті області, які в даний час знаходяться поблизу північного полюса, колись розташовувалися в поясі з набагато більш теплим кліматом. Тому можна припустити, що коли-то полярні регіони Марса були, як і антарктична озеро Схід в моделі Н. Дьюксбері, відкритими водоймами, над якими в результаті зміни кліматичних умов утворився крижаний щит. Припускаючи, що в озері Схід були присутні деякі форми життя до того, як воно було покрите льодом, а також, що життя продовжує існувати в цій водоймі і зараз, можна поширити цю гіпотезу на давнє озеро, яке, можливо, і до цих пір знаходиться під крижаною корою Північного полюса Марса.
Спроба з'ясувати питання про присутність води в рідкому стані під крижаними шапками полюсів Марса буде зроблена в рамках орбітального апарату "Марс Експрес" Європейського космічного агентства, запуск якого запланований на 2003 рік. Згодом подібний експеримент буде також здійснено і на Європі.
Але є й інша гіпотеза, про існування життя на Марсі:
Угорські вчені заявили про те, що при аналізі знімків, отриманих апаратом "Марс Глобал Сейвейор", ними були знайдені свідоцтва існування на Марсі живих організмів. Група з трьох дослідників, проаналізувавши близько 60 000 знімків поверхні Марса, звернула увагу на численні темні плями на поверхні дюн, розташованих поблизу південного полюса Червоної планети. Вчені припустили, що це можуть бути живі організми, подібні організмам, знайденими в районі південного полюса Землі. "Ці плями показують, що під поверхнею льоду є організми, що використовують сонячну енергію для того, щоб плавити лід і тим самим створювати умови для життя", - сказав біолог Тібор Ганта (Tibor Ganti).
Протягом жорстокої марсіанської зими, ці так звані "марсіанські поверхневі організми" (Mars Surface Organisms) захищені шаром льоду, який починає плавитися, коли на початку літа температури піднімаються вище нуля. Розміри цих організмів, судячи з розмірів темних плям на дюнах (Див. додаток рис.2), коливаються від десятка до декількох сотень метрів.
Вчені вважають, що ці організми здатні зупиняти свою життєдіяльність в холодний період. "Такий же механізм був виявлений на Землі, в покритих льодом антарктичних озерах. Питання в тому, чи дозволяють суворі умови на Марсі працювати цього механізму ", - продовжує Ганта. Він також говорить, що якщо їх результати правильні, то це буде першим справжнім доказом присутності життя на Марсі.
Можливо, Європейське космічне агентство включить експерименти з перевірки ідей угорських вчених у програму досліджень космічного апарату "Марс Експрес".
Планети-гіганти. Клімат Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна абсолютно не відповідає нашим уявленням про комфорт: дуже холодно, жахливий газовий склад (метан, аміак, водень і т. д.), практично немає твердої поверхні - лише щільна атмосфера та океан рідких газів. Все це дуже несхоже на Землю. Проте в епоху зародження життя і Земля була зовсім не такою, як зараз. Її атмосфера швидше нагадувала венерианских і юпітеріанскую, хіба що була тепліше. Тому найближчим часом неодмінно буде здійснено пошук органічних сполук в атмосфері планет-гігантів.
СУПУТНИКИ планети і комети. "Сімейство" супутників, астероїдів і ядер комет дуже різноманітно за своїм складом. У нього, з одного боку, входить величезний супутник Сатурна Титан з щільною азотної атмосферою, а з іншого - дрібні крижані брили кометних ядер, більшу частину часу проводять на далекій периферії Сонячної системи. Серйозною надії виявити життя на цих тілах не було ніколи, хоча дослідження на них органічних сполук як попередників життя становить особливий інтерес.
Останнім часом увага экзобиологов (фахівців з позаземного життя) залучає супутник Юпітера Європа. (Див. додаток рис.3) Під крижаною корою цього супутника повинен бути океан рідкої води. А де вода - там життя:
Розташоване в Антарктиді озеро Схід користується підвищеною увагою з боку дослідників, тому що його вважають земним аналогом поверхні Європи - супутника Юпітера. Як стверджують вчені, умови цього озера, покритого майже чотирикілометрову шаром льоду, дуже близькі до передбачуваних для океану, виявленого під крижаною корою місяця Юпітера. До останнього часу можливою причиною виникнення і того, і іншого водного освіти вважалося геотермальне нагрівання. Ці водойми настільки покриті товстим шаром льоду, що за мільйони років туди не надходив ні атмосферне повітря, ні сонячне світло. Тому, якщо в майбутньому вчені зможуть виявити життя в озері Схід (в даний час бурильні свердловини поки що не досягли рідкого шару), то це буде служити реальним аргументом на користь існування життя і в океані Європи.
"Велика частина життя на поверхні Землі - на землі або в морі - залежить від фотосинтезу. Першою ланкою в харчових ланцюгах є перетворення хлорофілом сонячного світла в хімічно зберігати енергію. Але уявіть океан на Європі - величезний резервуар води, накритий кілометрами льоду. Фотосинтез там не працює. Проте, не дивлячись ні на що, є інші шляхи для існування там життя ", - сказав Чайба.
Вступники з космічного апарата "Галілео" дані дозволяють припустити існування океану під поверхневими шарами не лише Європи, але й інших супутників - Ганімеда і Каллісто. Наявність рідкої води - це найважливіша передумова для розвитку життя, але для її підтримки потрібен ще й джерело енергії. Дослідники відзначають, що таким джерелом зазвичай є окислювально-відновні реакції. Важливим окислювачем в земних океанах є кисень, продукт фотосинтезу, але навряд чи він може грати якусь роль в океанах юпітеріанскіх супутників. Можливо, що окисляючих агенти, на зразок перекису водню, можуть утворюватися у крижаному шарі під впливом частинок високої енергії з магнітосфери Юпітера. Просочуючись в океан крізь крижаний щит, такі речовини можуть служити основою для необхідних реакцій.
У вчених немає впевненості в тому, що такий механізм відіграє провідну роль, і тому вони шукали інші можливості для освіти в океанах молекулярного кисню. Однією з них виявився ізотоп калій-40, присутність якого можливо як в льоді, так і у воді. Розпад атомів калію-40 приводить до розщеплення молекул води і утворення молекулярного кисню. Кількість з'являється таким чином кисню достатньо для підтримки біосфери в океанах супутників.
У що впали на землю метеоритах іноді виявляють складні органічні молекули. Спочатку була підозра, що вони потрапляють в метеорити із земного грунту, але тепер їх позаземне походження цілком надійно доведено. Наприклад, що впав в Австралії в 1972 р. метеорит Мерчісон був підібраний вже наступного ранку. У його речовині знайшли 16 амінокислот - основних будівельних блоків тваринних і рослинних білків, причому лише 5 з них присутні в земних організмах, а решта 11 на Землі рідкісні. До того ж серед амінокислот метеорита Мерчісон в рівних частках присутні ліві і праві молекули (дзеркально симетричні один одному), тоді як у земних організмах - в основному ліві. Крім того, в молекулах метеорита ізотопи вуглецю 12С та 13С представлені в іншій пропорції, ніж на Землі. Це, безперечно, доводить, що амінокислоти, а також гуанін і аденін - складові частини молекул ДНК і РНК, можуть самостійно формуватися в космосі.
Отже, поки в Сонячній системі ніде крім Землі, життя не виявлено. Вчені не мають на цей рахунок великих надій; швидше за все Земля виявиться єдиною живою планетою. Наприклад, клімат Марса в минулому був м'якшим, ніж зараз. Життя там могла зародитися і просунутися до певної ступені. Є підозра, що серед що потрапили на Землю метеоритів деякі є давніми осколками Марса; в одному з них виявлені дивні сліди, можливо належать бактеріям. Це ще попередні результати, але навіть вони залучають інтереск Марсу.
5. Умови для життя в космосі
У космосі ми зустрічаємо широкий спектр фізичних умов: температура речовини змінюється від 3-5 К до 107-108 К, а щільність - від 10-22 до 1018 кг/см3. Серед такої великої різноманітності нерідко вдається виявити місця (наприклад, міжзоряні хмари), де один з фізичних параметрів з точки зору земної біології сприяє розвитку життя. Але лише на планетах можуть співпасти всі параметри, необхідні для життя.
ЗАРОДЖЕННЯ життя на планеті. Наприкінці 50-х рр.. XX століття американські біофізики Стенлі Міллер, Хуан Оро, Леслі Оргел в лабораторних умовах імітували первинну атмосферу планет (водень, метан, аміак, сірководень, вода). Колби з газовою сумішшю вони висвітлювали ультрафіолетовими променями і порушували іскровий розряд (на молодих планетах активна вулканічна діяльність повинна супроводжуватися сильними грозами). У результаті з найпростіших речовин дуже швидко формувалися цікаві з'єднання, наприклад 12 з 20 амінокислот, що утворюють всі білки земних організмів, і 4 з 5 основ, що утворюють молекули РНК і ДНК. Зрозуміло, це лише самі елементарні "цеглинки", з яких за дуже складним правилами побудовані земні організми. Досі незрозуміло, як ці правила були вироблені та закріплені природою в молекулах РНК і ДНК.
ЗОНИ ЖИТТЯ. Біологи не бачать іншої основи для життя, крім органічних молекул - біополімерів. Якщо для деяких з них, наприклад молекули ДНК, найважливішою є послідовність ланок-мономерів, то для більшості інших молекул - білків і особливо ферментів - найважливішою є їх просторова форма, яка дуже чутлива до навколишнього температурі. Варто підвищитися температурі, як білок денатуруючих - втрачає свою просторову конфігурацію, а разом з нею і біологічні властивості. У земних організмів це відбувається при температурі близько 60 ° С. При 100-120? З руйнуються практично всі земні форми життя. До того ж універсальний розчинник - вода - за таких умов перетворюється в атмосфері Землі в пар, а при температуременее 0? С - на лід. Отже, можна вважати, що сприятливий для виникнення діапазон температур - 0-100? С.
Температура на поверхні планети в основному залежить від світності батьківської зірки і відстані до неї. Наприкінці 50-х рр.. американський астрофізик, китаєць за народженням, Су-Шу Хуанг досліджував цю проблему детально: він розрахував. На якій відстані від зірок різного типу можуть перебувати населені планети, якщо середня температура на їх поверхні лежить у межах 0-100 ° С. Ясно, що навколо будь-якої зірки існує певна область - зона життя, за межі якої орбіти цих планет не повинні виходити. У зірок-карликів вона близька до зірки і не широка. При випадковому формуванні планет вірогідність, що яка-небудь з них потрапить у цю галузь, мала. У зірок високої світності зона життя знаходиться далеко від зірки і дуже обширна. Це добре, але тривалість їх життя так мала, що важко очікувати появи на їх планетах розумних речовин (земній біосфері для цього знадобилося понад 2 млрд. років).
Таким чином, на думку Су-Шу Хуанга, для населених планет найбільш підходять зірки головної послідовності спектральних класів від F5 до К5. Годяться не будь-які з них, а лише зірки другого покоління, багаті тими хімічними елементами, які необхідні для біосинтезу, - вуглецем, киснем, азотом, сіркою, фосфором. Сонце якраз і є такою зіркою, а наша Земля рухається в середині його зони життя. Венера і Марс знаходяться поблизу країв цієї зони. В результат життя на них немає.
Отже, можна сподіватися, що у будь-якої сонцеподібної зірки, що володіє планетної системою, знайдеться хоча б одна планета з умовами, придатними для розвитку на ній життя.
На жаль, залишилося мало шансів виявити активну біосферу в Сонячній системі і зовсім незрозуміло, як шукати її і в інших планетних системах. Але якщо десь життя досягла розумної форми і створила технічну цивілізацію, подібну до земної, то можна спробувати вступити з нею в контакт; для створеної людьми техніки це вже реальне завдання.
ПЛАНЕТИ ПОБЛИЗУ ЗІРОК. Планети повинні бути не менше Марса, щоб утримати у своейповерхності повітря і пари води, але й не такими величезними, як Юпітер і Сатурн, протяжна атмосфера яких не пропускає сонячні промені до поверхні. Одним словом, планети типу Землі, Венери, можливо, Нептуна й Урана за сприятливих обставин можуть стати колискою життя. А обставини ці досить очевидні: стабільне випромінювання зірки; певну відстань від планети до світила, що забезпечує комфортну для життя температуру; кругова форма орбіти планети, можлива лише в околицях відокремленої зірки (тобто одиночної або компонента дуже широкої подвійної системи). Це головне. Чи часто у космосі зустрічається сукупність таких умов?
Одиночних зірок досить багато - близько половини зірок Галактики. З них близько 10% схожі з Сонцем по температурі і світності. Щоправда, далеко не всі вони також спокійні, як наша зірка, але приблизно кожна десята схожа на Сонце і в цьому відношенні. Спостереження останніх років показали, що планетні системи, ймовірно, формуються у значної частини зірок помірної маси. Таким чином, Сонце з його планетної системою повинні нагадувати близько 1% зірок Галактики, що не так уже й мало - мільярди зірок.
6. Пошук неземних цивілізацій
Як знайти братів по розуму? Стратегія пошуку залежить від того, як люди уявляють собі можливості і бажання цих самих братів. Можна розділити такі подання на чотири різних типи:
Вони поруч із нами. Так думають ті, хто вважає НЛО космічними кораблями прибульців, вірить у технічну можливість міжзоряних перельотів, в регулярна поява інопланетян на Землі. На жаль, наукової бази для таких подань поки немає.
Вони тут колись побували. Деякі любителі історій і археологи вважають, що в пам'ятниках, літературних джерелах і легендах збереглися вказівки на відвідування Землі прибульцями. Вони не виключають навіть, що ми - їх нащадки. Це останнє твердження з точки зору біології дуже наївно: генетичний код і молекулярний склад людини повністю ідентичний інших істот, що живуть на Землі. Про давніх пам'ятниках і легендах однозначної думки поки що немає, проте в принципі люди в ревнощів могли створити будь-яке з цих творів.
Вони не правильна. Тут все досить просто. Земляни самі вже не правильна і можуть уявити собі перспективи цього заняття. Головне полягає в тому, що людство все більше споживає енергії і все більше розсіює її в навколишній простір у перетвореному вигляді. Наприклад, вже більше 100 років Землю залишають радіохвилі штучного походження. Останні 50 років це дуже потужні сигнали наших телевізійних передавачів і радарів, які без особливих зусиль можна зареєструвати з сусідніх зірок. Це ж стосується і потужних лазерних імпульсів, що посилаються в космос, У перспективі люди почнуть будувати великі космічні поселення, які будуть Істочнаками інфрачервоного (теплового) випромінювання з характерною температурою близько 300 К.
За подібним ознаками можна спробувати відшукати цивілізацію земного типу навіть у тому випадку, навіть якщо вона не прагнути повідомити про своє існування. Якщо технічний рівень цивілізації настільки високий, що вона навчилася використовувати всю енергію своєї зірки, наприклад, оточивши її непрозорою оболонкою (так звана сфера Дайсона), то замість зірки ми побачимо інфрачервоне джерело. Спеціальний пошук дійсно дозволив знайти такі джерела, але поки всі вони виявлялися формуються зірками, оточеними пиловими оболонками. Втім, можливості наявних інфрачервоних телескопів все ще дуже обмежені.
Вони хочуть поговорити. Значно простіше було б знайти братів по розуму, якщо б вони самі цього захотіли. Потужний радіомаяк або лазерний "прожектор" можна помітити з дуже великої відстані. Такі пошуки робляться. Питання в тому, який спосіб повідомлення вони виберуть.
7. Зв'язок з позаземними цивілізаціями
Для бездротового зв'язку на землі в основному використовують радіо. Тому головні зусилля зараз направлені на пошуки сигналів позаземних цивілізацій (ОЦ) в радіодіапазоні. Але ведуться вони і в інших діапазонах випромінювання. За останні 20 років було проведено кілька експериментів з пошуку лазерних сигналів в оптичному діапазоні. Гідність лазерного зв'язку на малих відстанях очевидно: у неї дуже висока пропускна здатність, що дозволяє передавати величезну кількість інформації за короткий час. На великих відстанях лазерний промінь розсіюється і поглинається в атмосфері, і його доводиться пропускати по оптико-волоконний кабель. Але космічний простір досить прозоро для оптичного зв'язку. Друга особливість лазера - висока спрямованість променя - скоріше є недоліком для бажаючих перехопити чуже космічне послання.
При спостереженні з Землі лазерний сигнал буде давати вузьку лінію в спектрі зірки, біля якої розташований лазерний передавач ОЦ. Отже, завдання зводиться до пошуку "зірок-лазерів", що володіють сверхузкімі лініями випромінювання. Програма по пошуку таких зірок проводиться в Спеціальної астрофізичної обсерваторії Російської Академії наук на Північному Кавказі за допомогою 6-метрового рефлектора БТА. Там був розроблений спеціальний комплекс апаратури МАНИЯ, що дозволяє виявляти надшвидкі, до 10-7 с, варіації світлового потоку і їх сверхузкіе, до 10-6 Ао, емісійні лінії. Важливо, що пошук сигналів ВЦ ведеться одночасно з рішенням астрофізичних завдань, наприклад, з вивченням нейтронних зірок і пошуком чорних дір, тобто не відволікає телескопи від наукових цілей.
Нещодавно в цю роботу включилися аргентинські астрономи, почавши пошук оптичних сигналів за допомогою телескопа діаметром 2 м в провінції Сан-Жуан поблизу Аргентинських Анд. Важливо, що цьому телескопу доступні зірки південної півкулі неба. Ще одна програма пошуку лазерних сигналів в інфрачервоному діапазоні ведеться Каліфорнійським університет
