Чи є життя на інших планетах?

1. Умови для життя на інших планетах
2. гравітація
3. атмосфера
4. Поняття інопланетного життя
5. Позаземне життя в Сонячній системі
6. Марс
7. Європа
8. Енцелад
9. Чи є життя на інших планетах?

Можливість існування життя на інших планетах визначається масштабами Всесвіту. Тобто чим більше Всесвіт, тим більша ймовірність випадкового виникнення життя де-небудь в її віддалених куточках. Так як відповідно до сучасних класичним моделям Всесвіту вона є нескінченною в просторі, здається, що ймовірність існування життя на інших планетах стрімко зростає. Детальніше це питання буде розглянуто ближче до кінця статті, так як почати доведеться з уявлення самої інопланетного життя, визначення якої досить розмито.

Умови для життя на інших планетах

За якоїсь причини до недавнього часу у людства склалося чітке уявлення інопланетного життя у формі сірих гуманоїдів з великими головами. Однак, сучасні кінофільми, літературні твори, слідуючи за розвитком самого наукового підходу до цього питання, все більш виходять за рамки зазначених вище уявлень. Дійсно, Всесвіт досить різноманітна і, з огляду на складну еволюцію людського виду, ймовірність виникнення подібних форм життя на різних планетах з різними фізичними умовами - вкрай мала.

Перш за все слід вийти за рамки уявлення життя такою, якою вона є на Землі, так як ми розглядаємо життя на інших планетах. Озираючись навколо, ми розуміємо, що всі відомі нам земні форми життя є саме такими не просто так, а в силу існування на Землі деяких фізичних умов, пару з яких ми і розглянемо далі.

гравітація

Першим і найбільш явним земним фізичним умовою є гравітація . Щоб гравітація на іншій планеті була точно такою ж, їй знадобиться точно така ж маса і такий же радіус. Щоб це було можливо, ймовірно інша планета повинна складатися з тих же елементів, що і Земля. Для цього буде потрібно також ряд інших умов, в результаті дотримання яких ймовірність виявлення такого «клона Землі» стрімко падає. З цієї причини, якщо ми маємо намір відшукати всі можливі позаземні форми життя, слід припускати про можливість їх існування на планетах з дещо іншою гравітацією. Звичайно, для гравітації повинен бути визначений певний діапазон, такий щоб утримувати атмосферу і при цьому на розплющити все живе на планеті.

В межах цього діапазону можливі найрізноманітніші форми життя. Перш за все гравітація впливає на зростання живих організмів. Згадуючи найвідомішу горилу в світі - Кінг-Конга, слід зазначити, що він не вижив би на Землі, так як помер би під тиском власної ваги. Причиною цього є закон квадрата-куба, згідно з яким зі збільшенням тіла в два рази, його маса збільшується в 8 разів. Тому якщо ми розглядаємо планету зі зниженою гравітацією - слід очікувати виявлення форм життя в великих розмірах.

Також від сили гравітації на планеті залежить фортеця скелета і м'язів. Згадуючи ще один приклад зі світу тварин, а саме найбільшу тварину - синього кита, відзначимо, що в разі потрапляння його на сушу кит задихається. Однак відбувається це не тому, що вони задихаються немов риби (кити - ссавці, а тому вони дихають НЕ зябрами, а легкими, як і люди), а тому, що сила тяжіння заважає їх легким розширюватися. З цього випливає, що в умовах підвищеної гравітації людина володіла б міцнішими кістьми, здатними утримати масу тіла, більш міцними м'язами, здатними протидіяти силі тяжіння, і меншим зростанням для зниження власне самої маси тіла відповідно до закону квадрата-куба.

Перераховані фізичні характеристики тіла, що залежать від гравітації, - це лише наші уявлення про вплив сили тяжіння на організм. Насправді гравітація може визначати значно більший діапазон параметрів тіла.

атмосфера

Матеріали по темі

Іншим глобальним фізичним умовою, що визначає форму живих організмів, є атмосфера. Перш за все наявністю атмосфери свідомо сузим коло планет з можливістю життя, так як вченим не вдається уявити організми, здатні виживати без допоміжних елементів атмосфери і при вбивчий вплив космічної радіації. Тому припустимо, що планета з живими організмами повинна володіти атмосферою. Спершу розглянемо атмосферу з вмістом кисню, до якого ми всі так звикли.

Розглянемо наприклад комах, розмір яких явно обмежений через особливості дихальної системи. Вона не включає легкі і складається з тунелів трахей, що виходять назовні у вигляді отворів - дихальців. Подібна тип транспортування кисню не дозволяє мати комахою масу понад 100 грам, так як при великих розмірах втрачає свою ефективність.

Кам'яновугільний період (350-300 млн. Років до нашої ери) характеризувався підвищеним вмістом кисню в атмосфері (на 30-35%), і притаманні тому часу тварини можуть Вас здивувати. А саме, гігантські дихаючі повітрям комахи. Наприклад, бабка Meganeura могла мати розмах крил більше 65-ти см, скорпіон Pulmonoscorpius досягати 70-ти см, а багатоніжка Arthropleura - 2,3 метра в довжину.

Земля очима супутника GOES-16

Таким чином, стає очевидно вплив концентрації кисню в атмосфері на діапазон різних форм життя. Крім того, наявність кисню в атмосфері не їсти твердим умовою для існування життя, так як людству відомі анаероби - організми, здатні жити без споживання кисню. Тоді якщо вплив кисню на організми настільки високо, якою ж буде форма життя на планетах з абсолютно іншим складом атмосфери? - складно уявити.

Так перед нами виникає немислимо великий набір форм життя, які можуть нас очікувати на іншій планеті, враховуючи лише два перерахованих вище чинника. Якщо ж розглядати і інші умови, на кшталт температури або атмосферного тиску, то різноманітність живих організмів виходить за рамки сприйняття. Але і в цьому випадку вчені не бояться робити більш сміливі припущення, що визначаються в альтернативної біохімії:

• Багато хто переконаний, що всі форми життя можуть існувати лише при наявності в їх складі вуглецю, так як це спостерігається на Землі. Дане явище свого часу Карл Саган назвала як «вуглецевий шовінізм». Але насправді основним будівельним елементом інопланетного життя може бути зовсім не вуглець. Серед альтернатив вуглецю вчені виділяють кремній, азот і фосфор або азот і бор.
• Фосфор - також один з основних елементів, що становлять живий організм, так як входить до складу нуклеотидів, нуклеїнових кислот (ДНК і РНК) та інших сполук. Однак, в 2010-му році астробіолог Феліса Вольф-Саймон виявила бактерію, у всіх клітинних компонентах якої фосфор замінюється миш'яком, до слова токсичним для всіх інших організмів.
• Вода - один з найважливіших компонентів для життя на Землі. Однак, і воду можна замінити іншим розчинником, згідно з дослідженнями вчених, це може бути аміак, фтороводорот, ціаністий водень і навіть сірчана кислота.

Навіщо ж ми розглядали вищеописані можливі форми життя на інших планетах? Справа в тому, що зі збільшенням різноманітності живих організмів розмиваються межі самого терміна життя, який, до речі, до цих пір не має явного визначення.

Поняття інопланетного життя

Так як предметом даної статті є нерозумні істоти, а живі організми, слід визначити поняття «живого». Як виявилося, це досить складне завдання і існує більше 100 визначень життя. Але, щоб не заглиблюватися в філософію, підемо по слідах вчених. Найбільш широке поняття життя повинні мати хіміки і біологи. Виходячи зі звичних ознак життя, на зразок розмноження або харчування, до живих істот можна приписати деякі кристали, пріони (інфекційні білки) або віруси.

Достеменне визначення кордону між живим і неживим організмом має бути сформульовано перш, ніж виникне питання про існування життя на інших планетах. Біологи вважають такий прикордонної формою - віруси. Самі по собі, не взаємодіючи з клітинами живих організмів, віруси не мають більшістю звичних нам характеристик живого організму і являють собою лише частки біополімерів (комплекси органічних молекул). Наприклад, вони не мають обміну речовин, для їх подальшого розмноження потрібно якась клітина-господар, що належить іншому організму.

віруси

Однак, віруси мають гени, тобто мають свої ДНК і РНК, а також можуть еволюціонувати шляхом природного відбору. Паразитуючи в клітці, вони виявляють більшу частину загальновизнаних ознак життя. І хоча розмножуються вони не за допомогою ділення клітини, як, згідно з деякими визначеннями, живі організми, все ж розмноження має місце бути, причому зі спадщиною мутації в результаті природного відбору. Також в 2013-му році було опубліковано дослідження, згідно з яким деякі бактеріофаги (віруси, які вражають лише білкові клітини) володіють власним імунітетом.

Таким чином можна умовно провести грань між живими і неживими організмами проходить через великий шар вірусів. Тобто виявлення вірусоподібні організму на іншій планеті може стати як підтвердженням існування життя на інших планетах, так і ще одним корисним відкриттям, проте не підтверджує вказане припущення.

Відповідно до вищесказаного, більшість хіміків та біологів схиляються до того, що основною ознакою життя є реплікація ДНК - синтез дочірньої молекули на основі батьківської молекули ДНК. Маючи такі погляди на інопланетне життя, ми значно віддалилися від уже побитих образів зелених (сірих) чоловічків.

Однак проблеми визначення об'єкта як живого організму можуть виникнути не тільки з вірусами. З огляду на зазначене раніше різноманітність можливих видів живих істот, можна уявити ситуацію, коли людина зіткнеться з деякою інопланетної субстанцією (для простоти уявлення - розмірів порядку людини), і поставить питання про життя цієї субстанції, - пошук відповіді на це питання може виявитися таким же складним, як і у випадку з вірусами. Дана проблема проглядається в творі Станіслава Лема «Соляріс».

Позаземне життя в Сонячній системі

Kepler - 22b-планета з можливою життям

Сьогодні критерії пошуку життя на інших планетах досить суворі. Серед них в пріоритеті: наявність води, атмосфери, і температурних режимів, схожих на земні. Для володіння зазначеними характеристиками планета повинна перебувати в так званій «зоні життя зірки» - тобто на певній відстані від зірки, в залежності від типу цієї зірки. Серед найбільш популярних планет-двійників Землі можна відзначити: Глізе 581 g, Kepler-22 b, Kepler-186 f, Kepler-452 b і інші. Однак, сьогодні про наявність життя на таких планетах можна лише гадати, так як злітати до них вдасться зовсім не скоро, в силу величезного відстані до них (одна з найближчих Глізе 581 g, до якої 20 світлових років). Тому повернемося в нашу Сонячну систему, де насправді також є ознаки неземної життя.

Марс

Марсіанські хмари зняті зондом MOM (Індія) у вересні 2014 року.

Відповідно до критеріїв існування життя, деякі з планет Сонячної системи мають відповідними умовами. Наприклад, на Марсі був виявлений сублімується (випаровується) лід - крок на шляху до виявлення рідкої води. Крім того, в атмосфері Червоної планети був знайдений метан - відомий продукт життєдіяльності живих організмів. Таким чином навіть на Марсі є ймовірність існування живих організмів, хоч і найпростіших, в певних теплих місцях з менш агресивними умовами, на кшталт полярних шапок.

Європа

Сліди водяної викидів на Європі, знімки телескопа Хаббл

Відомий супутник Юпітера - Європа - досить холодну (-160 ° C - -220 ° C) небесне тіло, покрите товстим шаром льоду. Однак, ряд результатів досліджень (рух кори Європи, наявність індукованих струмів в ядрі) все більше призводять вчених до думки про існування рідкого водного океану під поверхневими льодами. Причому в разі існування, розміри цього океану перевищують розміри світового океану Землі. Розігрів цього рідкого водяного шару Європи швидше за все відбувається за допомогою гравітаційного впливу Юпітера , Яке стискає і розтягує супутник, викликаючи припливи. В результаті спостереження за супутником були також зафіксовані ознаки викидів водяної пари з гейзерів зі швидкістю приблизно 700 м / с на висоту до 200 км. У 2009-му році американським вченим Річардом Грінбергом було показано, що під поверхнею Європи є кисень в обсягах, достатніх для існування складних організмів. З огляду на інші зазначені дані про Європу, можна з упевненістю припустити про можливість існування складних організмів, нехай подібних рибам, які мешкають ближче до дна подповерхностного океану, де судячи з усього розташовані гідротермальні джерела.

Енцелад

Супутник Сатурна Енцелад

Найбільш багатообіцяючим місцем для проживання живих організмів є супутник Сатурна - Енцелад . Кілька схожий на Європу, цей супутник все ж відрізняється від всіх інших космічних тіл Сонячної системи тим, що на ньому виявлено рідка вода, вуглець, кисень і азот у формі аміаку. Причому результати зондування підтверджуються реальними фотографіями величезних фонтанів води, що б'ють з тріщин крижаної поверхні Енцелада. Зібравши воєдино отримані свідоцтва, вчені стверджують про наявність підповерхневого океану під південним полюсом Енцелада, температура якого лежить в діапазоні від -45 ° C до + 1 ° C. Хоча існують оцінки, згідно з якими температура океану може досягати навіть +90. Навіть якщо температура океану не висока, все ж нам відомі риби, що живуть у водах Антарктики при нульовій температурі (білокрівкові).

Крім цього, дані, отримані апаратом «Кассіні» , І оброблені вченими з інституту Карнегі, дозволили з'ясувати лужність середовища океану, яка становить 11-12 pH. Даний показник є досить сприятливим для зародження, а також підтримання життя.

Чи є життя на інших планетах?

Матеріали по темі

Ось ми і підібралися до оцінки ймовірності існування інопланетного життя. Все написане вище несе оптимістичний характер. Виходячи з широкої різноманітності земних живих організмів, можна зробити висновок, що навіть на самій «суворої» планеті-двійнику Землі може виникнути живий організм, нехай і зовсім відмінний від звичних для нас. Навіть досліджуючи космічні тіла Сонячної системи, ми знаходимо закутки, здавалося, мертвого світу, не схожого на Землю, в яких все ж існують сприятливі умови для вуглецевих форм життя. Ще сильніше зміцнює наші переконання про поширеність живого у Всесвіті можливість існування не вуглецевих форм життя, а деяких альтернативних, що використовують замість вуглецю, води та інших органічних речовин деякі інші речовини, на зразок кремнію або аміаку. Таким чином допустимі умови для життя на іншій планеті значно розширюються. Помноживши це все на розміри Всесвіту, конкретніше - на кількість планет, отримаємо досить високу ймовірність виникнення і підтримки інопланетного життя.

Анімація обертання екзопланет навколо зірки HR 8799 в 129 світлових років від нас. Знімки обсерваторії Кек, Гаваї.

Є лише одна проблема, яка виникає перед астробіології, так само як і перед усім людством - ми не знаємо, як виникає життя. Тобто як і звідки взятися хоча б найпростішим мікроорганізмам на інших планетах? Імовірність зародження самого життя, навіть при сприятливих умовах, ми оцінити не можемо. А тому оцінка ймовірності існування живих інопланетних організмів вкрай важким.

Якщо перехід від хімічних сполук до живих організмів визначити, як природне біологічне явище, на кшталт самочинного об'єднання комплексу органічних елементів в живий організм, то ймовірність виникнення такого організму висока. В такому випадку можна сказати, що на Землі так чи інакше з'явилася б життя, маючи вона в наявності ті органічні сполуки, які вона мала, і дотримуючись ті фізичні умови, які вона дотримувалася. Однак, вчені так і не з'ясували природу цього переходу і факторів, які можуть на нього впливати. Тому серед факторів, що впливають на саме виникнення життя, може бути що завгодно, на кшталт температури сонячного вітру або відстані до сусідньої зоряної системи.

Припускаючи, що для виникнення і існування життя в придатних для життя умовах потрібно лише час, і ніяких більше невивчених взаємодій із зовнішніми силами, можна сказати, що ймовірність виявити живі організми в нашій галактиці - досить висока, ця ймовірність існує навіть в нашій Сонячній системі. Якщо ж розглядати Всесвіт в цілому, то виходячи з усього вишенапісанного, можна з великою впевненістю сказати, що життя на інших планетах є.

comments powered by HyperComments

Сподобалася запис? Розкажи про неї друзям!

Переглядів запису: 22457