Если жизнь возможна только на планетах вроде Земли — почему ее не видно? Если возможна иная — как она может выглядеть? Исследователи всерьез обсуждают существование организмов из кремния, форм жизни в жидком метане и даже разумных структур из плазмы. Ни одно из этих предположений не опровергнуто, хотя и не доказано — разбираемся подробнее.
На сайте NASA говорится: только в нашей галактике, не говоря о Вселенной в целом, находится не менее 100 миллиардов планет. Они бывают самых разных видов, в том числе приближенные по размерам к нашей Земле, а также расположенные в так называемой «зоне обитаемости» своих звезд — расстоянии от светил, при котором на их поверхности может существовать жидкая вода.
Вместе с тем подобное знание лишь порождает новые вопросы: на скольких из таких экзопланет может существовать какая-либо форма жизни? Как быстро она зарождается и как долго существует? И хотя открытие экзопланет как класса за последние два десятилетия заполнило некоторые пробелы известного уравнения Дрейка, большинство его коэффициентов остаются пустыми.
Уравнение Дрейка — формула, предназначенная для определения числа внеземных цивилизаций в Галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт. Сформулирована доктором Фрэнком Дональдом Дрейком, профессором астрономии и астрофизики калифорнийского университета Санта-Крус в 1960 году. При современном уровне развития науки, как утверждается, возможно более-менее точно определить только два коэффициента предложенной формулы из восьми.
Впрочем, само по себе уравнение предполагает, что мы сможем когда-либо найти на него ответ. Ниже приведена часть примеров внеземных форм жизни — важно: необязательно разумной, — которые исследователи считают потенциально возможными с научной точки зрения.
Фрэнсис Арнольд, лауреат Нобелевской премии по химии, во время работы в Калифорнийском технологическом институте (США) заявляла: «Если человек смог создать связи между кремнием и углеродом, то и природа способна на такое».
Углерод — основа жизни всех известных биологических молекул. Можно сказать, что жизнь на Земле базируется на углероде, ведь каждый его атом способен образовывать связи с четырьмя другими атомами. Это делает углерод весьма подходящим для формирования длинных цепочек молекул — например, белков в ДНК.
Вместе с тем исследователи давно предполагают, что инопланетная жизнь может иметь совершенно иную химическую основу. Например, вместо воды как растворителя, в котором функционируют биологические молекулы, может использоваться аммиак или метан. А вместо углерода — кремний.
Важно упомянуть: углерод и кремний весьма схожи — оба могут образовывать связи с четырьмя другими атомами одновременно. Кроме того, кремний — один из самых распространенных элементов во Вселенной. Впрочем, примеры естественного соединения углерода с кремнием на Земле неизвестны, но химикам в лабораторных условиях объединить их удалось.
«Помимо демонстрации способности мутантного фермента самостоятельно синтезировать кремнийорганические соединения в пробирке, ученые также показали, что бактерии, генетически модифицированные для синтеза мутантного фермента внутри себя, также способны синтезировать кремнийорганические соединения. Результат позволяет предположить, что где-то микробы могли естественным образом развить способность к синтезу этих молекул», — отмечают специалисты.
Арнольд заключает: «Мы показали, что для жизни, какой мы ее знаем, очень просто включить кремний в органические молекулы. И если где-то во Вселенной это возможно, то, вероятно, это уже происходит».
Как говорилось выше, углеродная форма жизни — единственная, в которой мы уверены наверняка. Ведь мы сами к ней принадлежим.
Из этого исходит предположение, что в потенциально обитаемых зонах ряда звезд существуют сотни планет, которые оказались бы способны поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем. С кислородом, жидкой водой и даже известными химическими веществами и реакциями.
Впрочем, это не означает, что углеродная жизнь на других планетах должна выглядеть так же, как земная. В процессе эволюции внеземная углеродная жизнь теоретически может принять совершенно иную форму, адаптировавшись к своей среде.
На такую мысль наталкивает огромное количество форм жизни, существующих на нашей планете. Они находятся повсюду: от океанов до жерл действующих вулканов и линий разломов материков. Наличие организмов на Земле в таких экстремальных условиях является доказательством того, что этот тип жизни вполне может существовать на других планетах — включая некоторые, которые мы считаем непригодными для жизни людей.
Выше уже несколько раз упоминались так называемые «зоны обитаемости». Под ними, как правило, понимают диапазон орбит вокруг звезды, в пределах которого планета может иметь жидкую воду на поверхности, что является ключевым фактором для существования жизни. По крайней мере, в том виде, в котором мы ее знаем. Эту зону также называют «зоной Златовласки», потому что условия там не слишком горячие и не слишком холодные.
Вместе с тем исследователи Джеймс Стивенсон, Джонатан Лунин и Полетт Клэнси из Корнельского университета (США) в своей работе в 2015 году говорили: в некоторых средах метан гораздо более распространен, чем вода. Спутник Сатурна Титан — один из выделяющихся примеров. Согласно построенной специалистами компьютерной модели, жизнь, основанная на метане, могла бы существовать как в экстремально холодных регионах, так и в регионах, полностью лишенных кислорода.
Модель, над которой работали ученые, показала: существует возможность построения клеточной стенки, которая бы функционировала в жидком метане при температуре около минус 180 градусов по Цельсию. «Наряду с тем, что клеточные мембраны могут создаваться из молекул азота, углерода и водорода, которые существуют в океанах Титана, эта функция означает, что простые организмы могут существовать в замерзших глубинах метановых океанов», — дополняют эксперты.
Впрочем, стоит учитывать: жизнь в метановых океанах развивалась бы намного медленнее, чем на Земле. Медленная эволюция и метаболизм происходили бы из-за низких температур, необходимых для поддержания уровня жидкости в океане.
Важный момент: это предположение — скорее из области фантастики, хотя и не лишенное научного обоснования. Во всяком случае так в относительно далеком 2007-м полагали представители Института Физики (Великобритания) — научного сообщества, насчитывающего более 20 тысяч членов по всему миру.
Моделируя условия, возможные в космосе, исследование показало: плазма и пыль способны образовывать микроскопические двойные спирали из твердых частиц через поляризацию. Эти нити могут претерпевать изменения, подобные тем, что связаны с органическими молекулами — в частности, ДНК. Проще говоря, они в теории могут делиться, копироваться и, как следствие, эволюционировать по мере того, как менее стабильные нити распадаются, а более сильные — сохраняются.
«Эти формы жизни могут существовать в виде образований из неорганических материалов в межзвездном пространстве внутри массивных пылевых облаков, в плазме или пылевых кольцах, окружающих звезды», — говорится в сообщении представителей сообщества.
«Панспермя — гипотеза о возможности переноса живых организмов или их зародышей через космическое пространство как с естественными объектами, такими как метеориты, астероиды или кометы, так и с космическими аппаратами», — говорится в кратком определении.
Можно интерпретировать теорию таким образом: жизнь способна распространяться с помощью пыли, обломков, астероидов и комет, несущих микроорганизмы с других планет. Впрочем, чтобы панспермия оказалась вероятной, организмы должны уметь выдерживать интенсивные нагрузки и экстремально высокие/низкие температуры, причем очень долго. Потенциально — тысячи или даже миллионы лет.
Но стоит признать: подобные организмы существуют на Земле. Речь про экстремофилов — так совокупно называют существ, в том числе бактерий и микроорганизмов, способных жить и размножаться в условиях экстремального холода и жары, а также противостоять ультрафиолетовым лучам.
Таким образом, есть вероятность, что жизнь могла распространиться по всей Вселенной благодаря ударам астероидов и экстремофилам, которые переносились на этих астероидах.
Но есть уточнение. По более или менее общепринятой версии многих исследователей, даже если бы жизнь и была «занесена» на экстремофилах с другой планеты, упрощенная природа этих организмов делает весьма маловероятным их эволюцию в нечто, похожее на более сложные существа с исходной планеты.
Вместо резюме. Вполне возможно, что мы являемся единственной планетой, на которой существует жизнь. Из-за огромных просторов космоса и ограничений, налагаемых скоростью света на межгалактические путешествия, нам, возможно, никогда не удастся обнаружить другую жизнь или определить, существует ли она вообще. Вместе с тем в наблюдаемой Вселенной мы не нашли никаких конкретных доказательств.
С другой стороны: предполагаемый возраст Вселенной — около 13,8 миллиарда лет. По оценкам, ее тепловая смерть — состояние, при котором больше не будет свободной тепловой энергии, — наступит между 1 и 100 триллионами лет. Другими словами, мы еще в самом начале пути — времени для развития жизни где-либо еще много.
Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро
Перепечатка текста и фотографий Onlíner запрещена без разрешения редакции. ga@onliner.by