Жизнь во Вселенной

Содержание
  1. 10 гипотетических форм жизни, существование которых возможно во Вселенной
  2. Возможно, жизнь во Вселенной — это большая редкость
  3. Есть ли разумная жизнь во Вселенной? Среднее время прочтения:
  4. Звездные тайны. Есть ли жизнь во вселенной?
  5. Когда возникла жизнь во Вселенной?
  6. Сколько лет существует жизнь во Вселенной?
  7. Требования к планетам
  8. Нужно больше
  9. Мертвые галактики
  10. Есть ли жизнь во Вселенной?
  11. Уравнение Дрейка
  12. Тестирование и пересмотр уравнения Дрейка
  13. Что известно ученым о жизни за пределами Земли? | Вокруг нас
  14. Инопланетная жизнь — какой она может быть?
  15. Ключевые факторы для существования жизни
  16. Наличие жизни на планетах Солнечной системы
  17. Жизнь во Вселенной: откуда она?
  18. Вселенная — это результат логического вывода из ничего
  19. «Проект» живого существовал до Большого Взрыва
  20. Мышление — это генерация образов в системе с обратной связью

10 гипотетических форм жизни, существование которых возможно во Вселенной

Жизнь во Вселенной

  • Подписаться
  • в
  • Рассказать ВКонтакте

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в и ВКонтакте.

В поисках внеземного разума человечество рассчитывает найти углеродные формы жизни. Но кто сказал, что жизнь во Вселенной жизнь должна развиваться исключительно по образу и подобию человека. В нашем обзоре 10 биологических и небиологических систем, на которые попадают под определение «жизнь».

Метаногены.

В 2005 году Хизер Смит из международного космического университета в Страсбурге и Крис Маккей из Исследовательского центра Эймса НАСА подготовили отчет о возможности существования жизни на основе метана, которую они назвали «метаногены».

Такая форма жизни могла бы дышать водородом, ацетиленом и этаном, выдыхая метан вместо углекислого газа. Это сделало бы возможным существование жизни в холодных мирах, таких как Титан, спутник Сатурна.

Как и на Земле, атмосфера Титана в основном состоит из азота, но он смешан с метаном. Титан также является единственным местом в Солнечной системе, где кроме Земли существует множество озер и рек (состоящих из смеси этана с метаном).

Жидкость считается необходимой для молекулярных взаимодействий органической жизни, но до сих пор на других планетах искали обычную воду.

Жизнь на основе кремния.

Жизнь на основе кремния является, пожалуй, наиболее распространенной формой альтернативной биохимии, которая описывается в научно-популярной фантастике. Кремний является настолько популярным потому, что он очень похож на углерод и может принимать четыре формы, как и углерод.

Это открывает возможность для существования биохимической системы, основанной полностью на кремнии, который является самым распространенным элементом в земной коре, кроме кислорода.

Недавно была открыта разновидность водорослей, которая использует кремний в процессе своего роста. Полноценная кремниевая жизнь вряд ли появится на Земле, поскольку большинство свободного кремния находится в вулканических и магматических породах из силикатных минералов.

Но ситуация может отличаться в высокотемпературной среде.

Альтернативные биохимические системы.

Существует много других предположений относительно того, как может развиваться жизнь, основанная на другом элементе, в не на углероде.

Равно как углерод и кремний, бор имеет тенденцию образовывать прочные ковалентные молекулярные соединения, образуя различные структурные разновидности гидрида, в которых атомы бора связаны водородными мостиками.

Подобно углероду, бор может образовывать связи с атомом азота, приводя к созданию соединений, которые имеют химические и физические свойства, аналогичные алканам, простейшим органическим соединениям.

Вся жизнь на Земле состоит из углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы, но в 2010 году ученые НАСА нашли бактерию GFAJ-1, которая может включать мышьяк вместо фосфора в свою клеточную структуру. GFAJ-1процветает в богатых мышьяком водах озера Моно в Калифорнии.

Мышьяк считался ядовитым для каждого живого существа на планете, но оказалось, что возможна жизнь на его основе.Также в качестве возможной альтернативы воды для создания жизненных форм был назван аммиак.

Биохимики создали азотно-водородные соединения с использованием аммиака в качестве растворителя, который может быть использован для создания белков, нуклеиновых кислот и полипептидов. Любое жизнь на основе аммиака должна будет существовать при более низких температурах, при которых аммиак принимает жидкое состояние.Сера, как полагают, послужила основой для начала обмена веществ на Земле, и даже сегодня существуют организмы, которые в своем метаболизме используют серу вместо кислорода. Возможно, в другом мире эволюция будет развиваться на основе серы. Некоторые считают, что азот и фосфор могут также занять место углерода при очень специфических условиях.

Меметическая жизнь.

Ричард Докинз считает, что «развитие жизни заключается в выживании и размножении». Жизнь должна быть способна к воспроизведению и должна развиваться в среде, где возможны естественный отбор и эволюция. В своей книге «Эгоистичный ген» Докинз отметил, что понятия и идеи развиваются в головном мозге и распространяются между людьми посредством общения.

Во многих отношениях это напоминает поведение и адаптацию генов. Докинз ввел понятие мема, которое описывает единицу передачи человеческой культурной эволюции, аналогичной гену в генетике. Когда человечество стало способно к абстрактному мышлению, эти мемы стали развиваться дальше, регулируя племенные отношения и формируя основу первой культуры и религии.

Синтетическая жизнь на основе КНК.

Жизнь на Земле основана на двух несущих информацию молекулах — ДНК и РНК, и ученые давно интересуются возможно ли создать другие подобные молекулы.

Поскольку любой полимер может хранить информацию, в РНК и ДНК закодированы наследственность и передача генетической информации, а сами молекулы способны адаптироваться с течением времени путем эволюционных процессов.

ДНК и РНК являются цепочками молекул, называемых нуклеотидами, которые состоят из трех химических компонентов — фосфата, пятиуглеродного сахара и одного из пяти стандартных оснований (аденина, гуанина, цитозина, тимина или урацила).

В 2012 году группа ученых из Англии, Бельгии и Дании впервые в мире разработала ксено-нуклеиновую кислоту (XNA или КНК) — синтетические нуклеотиды, которые функционально и структурно похожи на ДНК и РНК. Такие молекулы разрабатывались и раньше, но в первый раз было показано, что они способны к воспроизведению и эволюции.

Хромодинамика, слабые ядерные силы и гравитационная жизнь.

В 1979 году ученый и нанотехнолог Роберт А. Фрейтас младший заявил о возможности небиологической жизни. Он утверждал, что возможен метаболизм живых систем, основанный на четырех фундаментальных силах — электромагнетизме, сильном ядерном взаимодействии (или КХД), слабых ядерных силах и силе тяжести.

Хромодинамическая жизнь может быть возможна на основе сильного ядерного взаимодействия, которое является сильнейшей из основных сил, но только на очень коротких расстояниях. Он предполагает, что такая среда может существовать на нейтронной звезде, сверхплотном объекте, который имеет массу звезды, но его размер составляет всего 10-20 километров.

Фрейтас считает жизненные формы на основе слабых ядерных сил менее вероятными, поскольку слабые силы действуют только лишь в суб-ядерном диапазоне, и они не особенно сильные.Также могут существовать гравитационные существа, поскольку гравитация является наиболее распространенной и эффективной фундаментальной силой во вселенной.

Такие существа могли бы получать энергию от самой силы тяжести во Вселенной.

Пылевая плазменная форма жизни.

Как известно, органическая жизнь на Земле основана на молекулах соединения углерода. Но в 2007 году, международная команда ученых во главе с В.Н.

Цытовичем из Института общей физики Российской академии наук документально подтвердила, что при определенных условиях частицы неорганической пыли могут организовываться в спиральные структуры, которые затем могут взаимодействовать друг с другом практически идентично процессам органической химии.

Подобный процесс происходит в состоянии плазмы, четвертом состоянии вещества (помимо твердого, жидкого и газообразного), в котором электроны отрываются от атомов.

Команда Цытовича обнаружили, что когда электроны отделяются, а плазма становится поляризованной, частицы в плазме без внешнего воздействия самоорганизоваются в форму спиральных структур, которые притягиваются друг к другу. Эти спиральные структуры также могут разделяться, формируя в дальнейшем копии исходной структуры, подобно ДНК.

iCHELL.

У профессора Ли Кронина, завкафедрой химии в колледже науки и техники Университета Глазго, есть мечта — он хочет создать живые клетки из металла.

Для этого профессор экспериментирует с полиоксометаллатами, атомами металла, связывая их с кислородом и фосфором, чтобы создать пузырькообразные ячейки, которые он называет неорганическими химическими клетками или iCHELL.

Изменяясостав оксида металла, пузырькам могут быть приданы характеристики мембран биологических клеток.

Гипотеза Гайя.

В 1975 году Джеймс Лавлок и Сидни Эптон написали статью для New Scientist «В поисках Гайя». Несмотря на то, что традиционно принято считать, что жизнь возникла на Земле, Лавлок и Эптон утверждают, что жизнь сама по себе принимает активную роль в определении и поддержании условий для своего выживания.

Они предположили, что все живое на Земле, вплоть до воздуха, океанов и суши, является частью единой системы, которая представляет из себя живой супер-организм, способный изменить температуру поверхности и состав атмосферы, чтобы обеспечить свое выживание.Эту систему Гайя, в честь греческой богини Земли.

Она существует, чтобы поддерживать гомеостаз, с помощью которого биосфера может существовать в системе Земли. Биосфера Земли якобы имеет ряд природных циклов, и с одним из них что-то идет не так, то остальные компенсируют его в целях поддержания условий для существования жизни.

С помощью этой гипотезы легко объяснить, почему атмосфера не состоит в основном из диоксида углерода или почему моря не слишком соленые.

Зонды фон Неймана.

Возможность искусственной жизни на основе машин обсуждается уже давно. Сегодня же рассмотрим концепцию зондов фон Неймана. Венгерский математик и футурист середины 20-го века Джон фон Нейман считал, что для того, чтобы повторить функции человеческого мозга, машине необходимы самоосознание и механизм самовосстановления.

Он выдвинул идею создания самовоспроизводящихся машин, которые должны иметь какой-то универсальный конструктор, позволяющий им не только строить собственные реплики, но и потенциально улучшать или изменять версии, что сделает возможным долговременную эволюцию.

Зонды-роботы фон Неймана будут идеально подходить для того, чтобы достичь далеких звездных систем и создать заводы, на которых они будут размножаться тысячами.

Причем луны, а не планеты больше подходят для зондов фон Неймана, поскольку они могут легко приземляться и взлетать с этих спутников, а также потому, что на спутниках нет эрозии. Эти зонды будут размножаться за счет природных залежей железа, никеля и т.д., добывая сырье для создания заводов роботов.

Они создадут тысячи копий самих себя, а затем полетят искать другие звездные системы.

Вселенная хранит ещё огромное количество загадок и тайн. Напирмер, таких, как 15 невероятных фактов о космосе, которые сбивают с толку современных учёных.

Источник: https://novate.ru/blogs/180715/32182/

Возможно, жизнь во Вселенной — это большая редкость

Жизнь во Вселенной

Когда в 1960-х годах я был студентом, практически все ученые придерживались мнения, что мы одни во Вселенной. Поиски разумной жизни за пределами земли высмеивались: считалось, что с таким же успехом можно было заниматься поисками фей.

В основе скептицизма лежала концепция зарождения жизни, которая, как было принято считать, возникла в результате случайной химической реакции, настолько маловероятной, что она попросту не могла произойти дважды.

«Происхождение жизни на данный момент кажется почти что чудом, — писал Фрэнсис Крик (Francis Crick), — так много условий надо было выполнить, чтобы она возникла».

Жак Моно (Jacques Monod) согласился с ним: в своей книге 1976 года под названием «Шанс и необходимость» он написал: «Человек наконец узнал, что он одинок в равнодушной безмерности Вселенной, где он сам появился по чистой случайности».Однако сегодня маятник решительно качнулся в противоположную сторону.

Множество выдающихся ученых заявляют, что Вселенная наполнена биологической жизнью, и по крайней мере часть этой жизни является разумной. Биолог Кристиан де Дюв (Christian de Duve) зашел так далеко, что даже назвал жизнь «космическим императивом». Тем не менее, качество и количество научных данных почти не изменилось. Сегодня о переходе от неживого к живому нам известно почти столько же, сколько было известно Дарвину, когда он написал: «Сейчас бессмысленно размышлять о зарождении жизни — с таким же успехом можно размышлять о зарождении материи».

Bloomberg29.04.2016Air & Space27.04.2016Forbes28.01.2016Tygodnik Powszechny09.05.2016Нет никаких сомнений в том, что поиски внеземного разума получили мощный толчок в результате обнаружения сотен планет, находящихся за пределами солнечной системы. По мнению астрономов, только внутри нашей галактики можно обнаружить миллиарды планет, похожих на Землю. Очевидно, там нет недостатка в пригодном для жилья пространстве. Но «пригодный для жилья» значит «обитаемый» только в том случае, если там на самом деле возникает жизнь.Меня часто спрашивают, какова вероятность того, что мы сумеем найти разумную жизнь за пределами Земли. Но этот вопрос лишен смысла. Поскольку мы ничего не знаем о процессе, в результате которого смесь химических элементов могла превратиться в живую клетку во всей ее поразительной сложности, просто невозможно рассчитать вероятность того, что такое случится. Нельзя рассчитать вероятность неизвестного процесса. Однако астробиологи, очевидно, поглощены расчетами шансов на то, что микробная форма жизни рано или поздно превратится в разумную форму. Хотя биологи тоже не могут этого просчитать, они по крайней мере понимают этот процесс: речь идет о дарвиновской эволюции. Но получается, что мы ставим телегу впереди лошади. Самым туманным и неясным остается именно первый шаг, то есть момент зарождения микробной формы жизни.Карл Саган (Carl Sagan) однажды отметил, что процесс зарождения жизни не может быть слишком сложным, в противном случае она не появилась бы так скоро после того, как Земля стала обитаемой планетой. Несомненно, мы не можем проверить наличие жизни на Земле 3,5 миллиарда лет назад. Однако выдвигая свой аргумент, Саган не учел тот факт, что мы сами являемся продуктом той земной биологической жизни, которую изучаем. Если бы жизнь не зародилась на Земле достаточно быстро, люди не успели бы появиться в результате эволюции до того, как Солнце высушило бы нашу планету. Из-за этой неизбежной систематической ошибки отбора мы не можем сделать статистически значимые выводы на основании всего одного образца.Еще один весьма распространенный аргумент заключается в том, что Вселенная настолько обширна, что в одном или нескольких ее уголках обязательно должна присутствовать жизнь. Если мы ограничимся только видимой частью Вселенной, то в ней насчитывается около 1023 планет. Это очень значительная цифра. Однако даже она меркнет по сравнению вероятностью невозможности случайного возникновения даже самых простых органических молекул. Если путь от химии к биологии настолько длинный и сложный, вполне вероятно, что шанс на возникновение жизни на одной из планет нашей Вселенной будет равен одному к сотням триллионов.Утверждения о том, что жизнь в нашей Вселенной может существовать на многих планетах, основаны на подразумеваемом убеждении, что биологическая форма жизни — это вовсе не результат случайных химических реакций, а скорее продукт некой целенаправленной самоорганизации — своеобразный принцип жизни в действии. Возможно, такой принцип действительно существует, но даже если это так, мы пока не обнаружили никаких тому доказательств.

Возможно, нам не стоит искать так далеко. Если жизнь в готовом виде возникла в самые короткие сроки, как предположил Саган, это значит, что она должна была зарождаться на нашей планете не один раз.

Если жизнь на земле зарождалась несколько раз, микробиальные потомки тех форм жизни, которые возникли в иные моменты, должны находиться вокруг нас, составляя своего рода теневую биосферу. Пока что никто всерьез не пытался искать на нашей планете такие формы жизни, которые могут быть нам неизвестны.

Лишь после того как мы обнаружим один «чужеродный» микроорганизм, мы начнем всерьез заниматься этим вопросом.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram и получайте переводы самых ярких материалов зарубежных СМИ. TweetForbes28.01.2016Nautilus27.01.2015Tygodnik Powszechny09.05.2016

Агрегатор новостей 24СМИ

Источник: https://inosmi.ru/science/20160526/236671636.html

Есть ли разумная жизнь во Вселенной? Среднее время прочтения:

Жизнь во Вселенной

Что хотел нам рассказать Стивен Хокинг в своей последней книге?

Я хотел бы немного порассуждать о развитии жизни во Вселенной и, в частности, о развитии разумной жизни.

В это понятие придется включить и род человеческий, хотя значительную часть его поведения в исторической перспективе следует признать весьма неразумной и не рассчитанной на выживание вида.

Хочу обсудить два вопроса. Какова вероятность существования жизни во Вселенной? И каковы перспективы развития жизни?

— Salik.biz

Здравый смысл подсказывает, что общий уровень беспорядка и хаоса со временем возрастает. Это наблюдение даже имеет свое научное объяснение — второй закон термодинамики.

Согласно этому закону, общая мера беспорядка, или энтропия, во Вселенной постоянно увеличивается. Однако закон относится только к общей мере беспорядка.

В отдельном организме порядок может возрастать — при условии, что в окружающей среде мера беспорядка увеличивается в большей степени.

Именно так происходит с живыми существами. Мы можем определить жизнь как упорядоченную систему, поддерживающую свое существование вопреки тенденции к беспорядку и способную к самовоспроизводству. То есть она способна создавать себе подобные, но независимые упорядоченные системы.

Для этого система должна преобразовывать энергию, существующую в неком упорядоченном виде, например пищу, солнечный свет или электричество, в беспорядочную энергию — тепло. Таким образом система соответствует требованию нарастания общей меры беспорядка — и в то же время повышает уровень порядка в себе и своем потомстве.

Хороший пример — быт молодой семьи, который с рождением детей постепенно превращается в хаос.

Для живых существ, таких как вы и я, как правило, характерны две составляющие: набор инструкций, которые указывают организму, как действовать и размножаться, и механизм, который обеспечивает исполнение этих инструкций. В биологии эти две составляющие называются геномом и метаболизмом. Но следует подчеркнуть, ничего специально биологического в этом нет.

Например, компьютерный вирус — программа, которая копирует себя в памяти компьютера и пересылает на другие компьютеры. Это вполне соответствует определению живого организма, которое я уже приводил. Подобно биологическому вирусу, это дегенеративная форма, потому что содержит только инструкции, или гены, но не обладает собственным метаболизмом.

Напротив, он перепрограммирует метаболизм компьютера-хозяина или клеток. Некоторые задаются вопросом, следует ли считать вирусы формой жизни, поскольку они являются паразитами и, соответственно, питаются другими формами жизни, от чего зависит их выживание.

Но в таком случае большинство жизненных форм, в том числе и мы сами, являются паразитами, поскольку питаются другими формами жизни, от чего зависит их выживание. Полагаю, компьютерные вирусы следует считать формой жизни.

Возможно, это кое-что может сказать о природе человека, поскольку единственная форма жизни, которую нам пока удалось создать, оказалась исключительно деструктивной. Что уж говорить о попытках создания жизни в нашем собственном облике. Но к электронным формам жизни я еще вернусь.

То, что мы обычно понимаем как «жизнь», основано на цепочках атомов углерода с вкраплением некоторых других атомов, например азота или фосфора. Можно допустить существование жизни на какой-то иной химической основе, например кремния, но углерод представляется наиболее подходящим, потому что обладает высочайшей способностью образовывать химические связи различного типа.

То, что атомы углерода должны присутствовать всюду, со свойствами, которыми они обладают, требует тонкой настройки ряда физических констант, таких как шкала квантовой хромодинамики, электрический заряд и даже количество измерений пространства-времени.

Если эти константы будут иметь существенно различающиеся значения, то либо ядра атомов углерода окажутся нестабильными, либо электроны обрушатся на ядро.

На первый взгляд, прекрасно, что наша Вселенная так тонко настроена. Может, это свидетельствует о том, что данная Вселенная специально создана для возникновения человеческой расы.

Однако надо быть осторожнее с такого рода аргументами из-за антропного принципа, суть которого в том, что наши теоретические представления о Вселенной должны быть совместимы с нашим собственным существованием.

Это основано на самоочевидной истине: если бы Вселенная не была приспособлена для жизни, мы бы не спрашивали, почему она так тонко настроена.

Часто разделяют сильный и слабый антропный принципы. Сильный антропный принцип предполагает существование множества различных Вселенных, каждой с различными значениями физических констант.

При небольших показателях эти значения допускают существование таких объектов, как атомы углерода, которые действуют как строительные блоки для живых существ. Поскольку мы должны жить в одной из таких Вселенных, не следует удивляться, что физические константы так тонко настроены. В ином случае нас бы здесь не было.

Таким образом, сильный антропный принцип не очень годится, потому что какое практическое значение в таком случае имеет существование всех остальных Вселенных? А если они отделены от нашей Вселенной, каким образом они могут оказывать влияние на нашу? Я лично предпочитаю слабый антропный принцип.

Я принимаю значения физических констант как данность. Но хочу понять, какие выводы можно сделать из того факта, что жизнь существует на данной планете на данном этапе истории Вселенной.

Рекламное видео:

13,8 миллиарда лет назад, когда произошел Большой взрыв и родилась Вселенная, углерода не существовало. Тогда было так жарко, что все вещество должно было существовать в виде частиц, которые мы называем протонами и нейтронами. Изначально протонов и нейтронов было поровну.

Однако по мере расширения Вселенная остывала. Примерно через минуту после Большого взрыва температура должна была упасть приблизительно до миллиарда градусов, что в сто раз выше температуры в недрах Солнца.

При такой температуре нейтроны начинают распадаться, образуя больше протонов.

Если бы происходило только это, то все вещество Вселенной в итоге оказалось бы состоящим из простого элемента — водорода, ядро которого содержит единственный протон.

Однако некоторые нейтроны сталкивались с протонами, сливались и образовывали другой простейший элемент — гелий, ядро которого состоит из двух протонов и двух нейтронов. Но в молодой Вселенной не могли образовываться более тяжелые элементы, типа углерода и кислорода.

Трудно представить, что какая-то живая структура может состоять только из водорода и гелия. В любом случае, молодая Вселенная все равно оставалась еще слишком горячей для того, чтобы атомы могли создавать молекулы.

Вселенная продолжала расширяться и остывать. Но в некоторых ее участках плотность оказывалась несколько выше, чем в других, и в них гравитационное притяжение дополнительной материи замедляло расширение вплоть до полного прекращения этого процесса.

Коллапс вещества стал приводить к образованию звезд и галактик. Это началось примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва.

Некоторые из первых звезд должны были быть массивнее нашего Солнца, температура их тоже была выше и способствовала превращению первоначальных гелия и водорода в более тяжелые элементы, такие как углерод, кислород и железо.

Это могло происходить в течение нескольких сотен миллионов лет. В результате некоторые звезды взрывались, превращаясь в сверхновые, и рассеивали тяжелые элементы в космическом пространстве, что стало сырьем для новых поколений звезд.

Источник: https://salik.biz/articles/54996-est-li-razumnaja-zhizn-vo-vselennoi.html

Звездные тайны. Есть ли жизнь во вселенной?

Жизнь во Вселенной

Весной в СМИ была широко анонсирована пресс-конференция в НАСА по поводу открытия семи экзопланет, размерами сравнимых с Землей. Потом, правда, оказалось, что жить на них все-таки нельзя. «Жить» в нашем человеческом понимании, конечно.

 Результаты исследований российских астрономов хоть и не были растиражированы столь широко, не менее интересны и значимы, чем их американских коллег. Открытие и изучение экзопланет — одно из направлений комплексной научной программы, реализуемой Специальной астрофизической обсерваторией (САО) РАН (Карачаево-Черкесская Республика).

Масштабное исследование Вселенной стало возможным благодаря крупному гранту Российского научного фонда (РНФ). Полное название проекта — «Эволюция звезд от их рождения до возникновения жизни».

Как уверен руководитель проекта, научный руководитель САО РАН академик Юрий Балега, для того чтобы найти в космосе жизнь или планету, пригодную для жизни, недостаточно сосредоточиться на изучении отдельных звезд или их планет. Необходим поиск в очень широком спектре направлений. 

В комплексной программе САО РАН — три ключевых раздела. Первый, как уже было сказано, — это изучение планет, размеры, масса и температура которых допускают возможность возникновения и существования форм жизни, подобных земным.

Главной задачей второго, как формулируют исследователи, является открытие нового класса объектов в астрофизике — «очень массивных звезд» (VMS, их масса достигает 1000 масс Солнца) и (или) черных дыр промежуточных масс (IMBH).

Третий раздел — исследование механизмов образования магнитных полей в космосе.

— Все, конечно, стремятся найти планету, напоминающую Землю: по размерам, по массе, — улыбается Юрий Балега. — Поток открытий экзопланет не иссякает, однако на 99% эти небесные тела оказываются газовыми гигантами вроде нашего Юпитера и массивнее, до 20 Юпитеров величиной. Почему? Такие просто легче обнаружить.

Ведь большинство экзопланет удается открыть благодаря тому, что, вращаясь вокруг материнской звезды, они ее слегка «расшатывают». Амплитуда этих изменений движения звезды чрезвычайно мала — всего десятки сантиметров в секунду, но мы ее ловим. Понятно, что большие планеты свою звезду раскачивают сильнее.

Второй способ — наблюдение за блеском звезд с помощью очень точных фотометров. В то время, когда планета проходит перед диском звезды, блеск звезды ослабевает. Изучение периодического изменения этого блеска позволяет нам оценить размер, массу, период движения планеты.

Но главное, что всех интересует, — есть ли на планете атмосфера. Для того чтобы в спектре звезд обнаружить признаки атмосферы у их планет, нужны очень прозрачные спектрографы.

Создание такого оборудования — бесконечно сложная задача! Если бы кто-то мне сказал, что есть такие приборы, еще лет 10-15 назад, я бы не поверил, ответил бы, что это невозможно в принципе.

Но сейчас технологии наземного наблюдения так быстро продвигаются, в них вкладываются такие колоссальные средства, что невозможное становится возможным. Пока открыты только большие планеты с атмосферой, но не за горами время, когда будут обнаружены и экзопланеты с признаками атмосферы земного типа. Над этим работают астрономы во всем мире, и мы — одна из команд. 

 Фото Николая Степаненкова

— Материнскими звездами для планет могли бы быть звезды — красные и коричневые карлики, — продолжает руководитель проекта. — Они меньше, чем Солнце, они медленно сжигают свой водород.

Но, к сожалению, уникальные данные, которые мы получили буквально недавно, показали, что при вспышках, которые происходят на этих звездах, выделяется огромное количество частиц, которые сжигают все вокруг.

Так что вряд ли планеты, вращающиеся вокруг них, подходящее место для развития какой-либо жизни.

Количество публикаций, подготовленных со старта программы, в том числе в престижных журналах с высоким импакт-фактором, с каждым годом растет — в 2015 году было 39 статей, в 2016-м — 102, за 2017-й — уже 60.

Одним из главных результатов, полученных за время реализации гранта РНФ, его руководитель считает обнаружение атмосферы у одной из экзопланет.

Она находится не очень далеко от Земли (всего 20 световых лет), вращается вокруг звезды, похожей на Солнце (это желтый карлик спектрального класса G0).

Эта планета намного крупнее нашей Земли, и у нее, как показали исследования, есть признаки атмосферы. 

Вообще же любимый журналистский вопрос «о главном открытии» в случае астрономии, замечает Ю.Балега, не очень корректен: ведь главное, как проинтерпретировать полученные результаты, как их объяснить. И приводит в пример еще одно исследование, которое проводится в рамках второго направления того же проекта.

В созвездии Орион находится самая близкая к нам область звездообразования — огромная туманность Ориона, которая родилась в результате столкновения нашей Галактики с облаком молекулярного водорода. Это произошло примерно 50 миллионов лет назад и привело к вспышке образования новых звезд.

Исследуя эту область, астрономы видят очень массивные молодые звезды, которым всего 100 тысяч лет. «Проводя исследования в рамках поддержанной грантом РНФ программы, мы обнаружили в Орионе сотни звезд в десять раз массивнее Солнца, и у них есть магнитные поля, — говорит Ю.Балега.

— Это очень сильный результат! Изучение таких объектов позволяет понять физику рождения новых звезд».

В том же Орионе исследователи вообще находят много удивительного, например, огромное количество «неудавшихся» звезд — коричневых карликов. Это нечто среднее между планетами и звездами.

После рождения космического объекта его масса при сжатии оказалась недостаточной, газа для образования звезды не хватило, и вместо звезды появилось шаровое тело, давление и температура в ядре которого слишком низкие для термоядерной реакции. 

Кроме того, обнаружены планеты, не имеющие своей материнской звезды. Они рождаются из сгустков пыли и газа, движутся в космическом пространстве, но не вращаются вокруг какого-то другого объекта.

А еще в Орионе найдено огромное количество очень сложных молекул — спирты, сахара, формальдегиды, которые в случае попадания в подходящие условия могли бы стать основой для происхождения жизни. 

«Словом, много загадочных вещей обнаруживаем, — увлеченно говорит академик. — Поэтому неправильно сосредотачиваться только на экзопланетах… По многим направлениям идет поиск информации о том, как же зародилась жизнь в нашей Вселенной».

В ближайших галактиках — до них от нас порядка 20 миллионов световых лет — открыты звезды, масса которых доходит до тысячи солнечных масс. До сих пор считалось, что масса самых крупных звезд составляет до 50 солнечных масс. То, что они могут быть на порядок массивнее, — одна из больших загадок природы. Теоретически это еще не объяснено. 

— Пока что существование таких объектов даже противоречит общепринятой теории звездообразования, — объясняет ученый. — Когда из огромной массы газа начинает рождаться звезда, гравитационное сжатие происходит очень быстро, в масштабах жизни звезды это одно мгновение.

И как только начинается термоядерная реакция, давление излучения «сдувает» весь газ вокруг звезды, и ее масса уже не может увеличиваться. Теоретики такие модели давно просчитали. А как образуются звезды в сто солнечных масc, и тем более в тысячу — непонятно.

Есть предположение, что первое поколение звезд, очень массивных, быстро проживали свою жизнь и взрывались, обогащая Вселенную тяжелыми элементами, из которых потом рождались звезды следующего поколения. 

Сейчас мы проверяем наше открытие на других телескопах — включая российские, японский, американские, орбитальные и наземные. Если существование звезд большой массы подтвердится, это будет просто информационная бомба! Ведь это будет означать, что сверхмассивные объекты могут рождаться и сегодня. Открытие мирового масштаба для всей астрофизики. 

…Для астрономов крайне важно иметь доступ к современному оборудованию. А стоит оно очень дорого. Для примера: программа работы на телескопе James Webb Space, который США запускает в следующем году на орбиту, оценивается примерно в 10 миллиардов долларов. Российская же астрономия жила, по выражению академика, «на сухом пайке» несколько десятилетий.

Последний крупный рывок в астрономии, по его словам, у нас был сделан в середине 1970-х, когда на Северном Кавказе установили исторический телескоп БТА, разработка которого началась еще в хрущевскую эпоху. За полвека приборная база астрономии в стране практически не обновлялась. Поэтому вклад в мировую науку был намного больше у теоретиков.

Грант РНФ позволяет исправить ситуацию. В рамках проекта в САО уже в следующем году завершается работа по созданию уникального фиберного спектрографа, который, в частности, позволит измерять лучевые скорости звезд для обнаружения планет очень малой массы.

Это оборудование очень дорогое — один только «глаз», который регистрирует свет, обходится в 50 миллионов рублей. К изготовлению спектрографа подключена отечественная оптическая и оптико-механическая промышленность, различные компании Санкт-Петербурга и Москвы. «Для нас это колоссальный рывок вперед!» — говорит Ю.Балега.

Как ожидают ученые, использование такого современного оборудования должно привести к существенному повышению эффективности экзопланетных исследований.

— Благодаря гранту РНФ, а также поддержке ФАНО, изготовлено и новое зеркало для шестиметрового телескопа. Предстоит долгий процесс по его установке, тестированию и налаживанию.

«Теперь астрономы смогут лет десять спокойно заниматься делом, а не ходить с протянутой рукой, — добавляет академик. — А молодежь не будет убегать на Запад.

Ведь бегут не только потому, что мало платят, — не на чем работать! Грант РНФ дает нам возможность также привлечь молодых ученых из других городов». 

Этот комплексный проект выполняют, в основном, сотрудники САО — из примерно сотни штатных ученых обсерватории половина участвует в проекте, еще примерно столько же человек привлечены из других научных организаций и университетов: это МГУ (в частности, Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга), СПбГУ… Университет ИТМО помогает в создании оптики для спектрографов и других приборов, которые работают на телескопе. 

— РНФ сегодня практически играет первую скрипку в поддержке фундаментальной науки в стране, — говорит академик Ю.Балега.

— Он воспринял все лучшие экспертные традиции, которые были наработаны в России, начиная еще с Сороса и продолжая РФФИ. Думаю, это большое положительное явление в современной научной жизни России.

Благодаря подобным фондам удается сохранить российскую науку. Физики сейчас просто заряжены на эти гранты. Важно, чтобы фонд продолжал свою деятельность!

Источник: https://rscf.ru/news/media/zvezdnye_tayny_est_li_zhizn_vo_vselennoy/

Когда возникла жизнь во Вселенной?

Жизнь во Вселенной

Современные астрономы часто находят в космосе потенциально пригодные для жизни планеты. Нашу Землю вполне можно использовать как эталонный мир для существования жизни. Но все же ученым нужно рассмотреть множество различных условий, которые сильно отличаются от наших. При которых жизнь во Вселенной может поддерживаться в долгосрочной перспективе.

Сколько лет существует жизнь во Вселенной?

Земля образовалась около 4.5 миллиардов лет назад. Однако с момента Большого взрыва прошло более 9 миллиардов лет.

 Крайне самонадеянно было бы предполагать, что Вселенной потребовалось все это время для создания необходимых условий для жизни. Обитаемые миры могли возникнуть гораздо раньше. Все ингредиенты, необходимые для жизни ученым пока неизвестны.

Но некоторые вполне очевидны. Так какие условия необходимо выполнить, чтобы появилась планета, которая может поддерживать жизнь?

Первое, что будет необходимо — это правильный тип звезды. Здесь могут существовать всевозможные сценарии. Планета может существовать на орбите вокруг активной, мощной звезды и оставаться пригодной для жизни, несмотря на ее враждебность.

Красные карлики, такие как Proxima Centauri, могут излучать мощные вспышки и лишать атмосферы потенциально пригодной для жизни планеты.

Но очевидно, что магнитное поле, плотная атмосфера и жизнь, которая была достаточно умна, чтобы искать убежища во время таких интенсивных событий, вполне могли бы в совокупности сделать такой мир пригодным для жизни.

Но если срок жизни звезды не слишком большой, то развитие биологии на ее орбите невозможно.

 Первое поколение звезд, известное как звезды популяции III, с вероятностью 100 процентов не имели обитаемых планет.

Нужно чтобы звезды, по крайней мере, содержали некоторые металлы (тяжелые элементы тяжелее гелия). К тому же, первые звезды жили достаточно мало, чтобы на планете успела появиться жизнь.

Требования к планетам

Итак, прошло достаточно времени для появления тяжелых элементов. Возникли звезды, чей срок существования исчисляется миллиардами лет. Следующим ингредиентом, который нам нужен, является правильный тип планеты. Насколько мы понимаем жизнь, это означает, что планета должна обладать следующими характеристиками:

  • способна поддерживать достаточно плотную атмосферу;
  • поддерживает неравномерное распределение энергии на своей поверхности;
  • имеет жидкую воду на поверхности;
  • обладает нужными начальными ингредиентами для возникновения жизни;
  • имеет мощное магнитное поле.

Каменистая планета, имеющая достаточно большие размеры, плотную атмосферу и вращающаяся вокруг своей звезды на правильном расстоянии, имеет все шансы. Учитывая что планетные системы достаточно распространенное явление в космосе, и так же то, что в каждой галактике огромное число звезд, первые три условия достаточно легко выполнить.

Звезда системы вполне может обеспечить энергетический градиент своей планеты. Он может возникать при воздействии ее гравитации. Или таким генератором может быть крупный спутник, вращающийся вокруг планеты.

Эти факторы могут вызвать геологическую активность. Поэтому условие неравномерного распределения энергии легко выполнимо. Планета также должна обладать запасами всех необходимых элементов.

Ее плотная атмосфера должна позволять жидкости существовать на поверхности.

Планеты с подобными условиями должны были возникнуть к тому времени, когда Вселенной было всего 300 миллионов лет.

Нужно больше

Но есть один нюанс, который нужно учитывать. Он состоит в том, что необходимо иметь достаточное количество тяжелых элементов. И их синтез занимает больше времени, чем требуется для появления скалистых планет с правильными физическими условиями.

Эти элементы должны обеспечить правильные биохимические реакции, которые необходимы для жизни. На окраинах крупных галактик для этого может потребоваться много миллиардов лет и множество поколений звезд. Которые будут жить и умирать, чтобы выработать необходимое количество нужного вещества.

В сердцах галактик звездообразование происходит часто и непрерывно. Из переработанных остатков предыдущих поколений сверхновых звезд и планетарных туманностей рождаются новые звезды. И количество нужных элементов может там быстро расти.

Галактический центр, однако, является не очень удачным местом для возникновения жизни. Вспышки гамма-всплесков, сверхновые, образование черных дыр, квазары и разрушающиеся молекулярные облака создают здесь среду, которая в лучшем случае нестабильна для жизни. Вряд ли она сможет возникнуть и развиваться в таких условиях.

Чтобы получить нужные условия этот процесс должен прекратиться. Необходимо чтобы звездообразование больше не происходило. Именно поэтому самые первые, наиболее подходящие для жизни планеты возникли, вероятно, не в такой галактике, как наша. А скорее в красно-мертвой галактике, которая перестала образовывать звезды миллиарды лет назад.

Когда мы изучаем галактики, мы видим, что 99,9% их состава — это газ и пыль. Это является причиной появления новых поколений звезд и непрерывного процесса звездообразования. Но некоторые из них прекратили формировать новые звезды около 10 миллиардов лет назад или больше.

 Когда их топливо заканчивается, что может произойти после катастрофического крупного галактического слияния, звездообразование внезапно прекращается. Голубые гиганты просто заканчивают свою жизнь, когда у них заканчивается топливо.

А красные звезды остаются медленно тлеть дальше.

Мертвые галактики

В результате эти галактики сегодня называются «красными мертвыми» галактиками. Все их звезды стабильны, стары и безопасны в отношении тех рисков, которые приносят области активного звездобразования.

Одна из таких, галактика NGC 1277, находится совсем рядом с нами (по космическим меркам).

Поэтому очевидно, что первые планеты, на которых могла возникнуть жизнь, возникли не позже 1 миллиарда лет после рождения Вселенной.

По самым осторожным оценкам во Вселенной существует два триллиона галактик. И поэтому галактики, которые являются космическими странностями и статистическими выбросами, несомненно, существуют.

 Остается только несколько вопросов: какова распространенность жизни, вероятность ее появления и необходимое для этого время? Жизнь может возникнуть во Вселенной и до достижения миллиардного года.

Но устойчивый, постоянно обитаемый мир является гораздо большим достижением, чем жизнь, только что возникшая.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://alivespace.ru/zhizn-vo-vselennoj/

Есть ли жизнь во Вселенной?

Жизнь во Вселенной

С тех пор, как люди признали масштабность Вселенной, мы интуитивно поняли, что жизнь должна существовать где-то в нашей галактике или какой-то далекой галактике.

Если Вселенная содержит миллиарды галактик, и если каждая галактика содержит миллиарды звезд, и если у части этих звезд есть планеты, подобные Земле , тогда сотни, а может быть, и тысячи инопланетных цивилизаций должны существовать во всем космосе. Правильно?

Некоторое время наука довольствовалась только логикой. Затем, в 1995 году, астрономы обнаружили первые планеты вне нашей Солнечной системы. С тех пор они обнаружили около 300 таких планет.

Хотя большинство из них большие, горячие планеты, похожие на Юпитер (именно поэтому их легче найти), меньшие планеты, подобные Земле, тоже начинают проявлять себя.

В июне 2008 года европейские астрономы обнаружили три планеты, все немного больше Земли, вращающихся вокруг звезд.

Эти открытия послужили подтверждением для тех, кто занимается поиском внеземной разумной жизни или SETI . Гарвардский физик и лидер SETI Пол Горовиц смело заявил в интервью журналу TIME за 1996 год: «Интеллектуальная жизнь во вселенной? Гарантированно. Разумная жизнь в нашей галактике? Вполне возможно, я бы дал вам почти любые шансы, которые вы хотели бы».

И все же его энтузиазм должен быть смягчен тем, что ученые называют парадоксами Ферми.

Этот парадокс, впервые сформулированный физиком Энрико Ферми в 1950 году, задает следующие вопросы: если инопланетяне настолько распространены, почему они не побывали? Почему они не общались с нами? Или, наконец, почему они не оставили какой-то след своего существования, например, тепла или света или каких-либо других электромагнитных субпродуктов?

Возможно, внеземная жизнь не так распространена. Или, возможно, внеземная жизнь, порождающая развитые цивилизации, не так распространена. Если бы только астрономы могли количественно оценить эти шансы.

Если бы они имели формулу, которая учитывала бы все правильные переменные, связанные с внеземной жизнью. Как выясняется, они это делают.

В 1961 году, для организации первой серьезной конференцию по SETI, радиоастроном Фрэнком Дрейком представил ​​формулу, теперь известную как уравнение Дрейка, которая оценивает количество потенциальных интеллектуальных цивилизаций в нашей галактике.

Формула вызвала много споров, главным образом потому, что она приводит к широко варьируемым результатам. И все же это единственный лучший способ количественно определить, сколько инопланетян можно встретить. Давайте подробнее рассмотрим уравнение и его последствия.

Уравнение Дрейка

Попытка рассчитать вероятность существования внеземной жизни во Вселенной на самом деле довольно сложна. Вселенная не является статической средой. Звезды рождаются, живут и умирают. Некоторые звезды формируются вместе с планетами. Другие нет. Только некоторые из этих планет имеют правильные условия для поддержки жизни.

Жизнь — довольно сложная переменная. Некоторые планеты могут поддерживать сложные органические молекулы — белки и нуклеиновые кислоты — и больше ничего. Другие планеты могут поддерживать простые, одноклеточные организмы.

И все же другие могут поддерживать многоклеточные организмы, в том числе достаточно продвинутые, чтобы развивать технологии для перемещения или отправки сигналов в космическое пространство. Наконец, даже организмы, которые очень хорошо адаптировались к окружающей среде, не навсегда выживают.

Как динозавры, и Римская империя иллюстрируют здесь на Земле, что все династии заканчиваются, от катаклизмов или иначе.

Фрэнк Дрейк должен был объяснить все эти переменные при разработке формулы для количественной оценки шансов на поиск внеземной жизни. Его первой задачей было решить, что он хотел рассчитать.

Во-первых, он ограничил свое мышление инопланетянами в нашей домашней галактике — и только те, которые могут быть способны к межзвездному общению.

Затем он ввел математический фактор для учета всех условий, необходимых для развития таких цивилизаций. В результате получается следующая формула

В этом уравнении N — количество обнаруживаемых цивилизаций в нашей галактике. Другие переменные описаны ниже:

R — скорость образования звезд в галактике;

fp — доля звезд, образующих планеты;

ne — количество планет, гостеприимных для жизни (т. е. землеподобных планет);

fl — доля этих планет, на которых фактически возникает жизнь;

fi — доля этих планет, на которых возникает разумная жизнь;

fc — доля этих планет с разумными существами, способными к межзвездной коммуникации;

L — это время, когда такая цивилизация остается обнаруживаемой.

Единственной переменной, известной с какой-либо степенью определенности, является скорость образования звезд R.

В Млечном Пути, типичной спиральной галактике, новые звезды формируются со скоростью примерно четыре в год.

Астрономы чувствуют себя наиболее неуверенными в переменной L — это время, когда цивилизация остается обнаруживаемой. Для L использовались различные оценки, от 10 лет до 10 миллионов лет.

Астрономы могут дать обоснованные догадки об остальных переменных. Например, из девяти планет в нашей Солнечной системе только четыре, которые называют земными планетами, то есть те, которые имеют сплошную поверхность. Из этих земных планет только Земля поддерживает жизнь.

Если взять нашу Солнечную систему как представительную, то можно утверждать, что ne равно 1/4 или 0,25. Аналогичные догадки были сделаны относительно других переменных, и, что интересно, все они имеют очень похожие значения, обычно в диапазоне от 0,1 до 1,0.

Итак, типичный расчет может выглядеть так:

N = 4 × 0,5 × 0,25 × 0,2 × 0,2 × 0,2 × 3 000 000

который дает нам 12 000 цивилизаций в нашей галактике.

Первоначальные расчеты Дрейка были очень близки к этому значению для N. Когда он запустил числа, он предсказал, что в Млечном Пути может быть 10 000 обнаруживаемых цивилизаций. Карл Саган, лидер движения SETI, был еще более щедр, когда предположил, что в галактике может существовать 1 миллион цивилизаций.

Неудивительно, что астрономы были настолько оптимистичны, что в 1960-х годах они стали искать пришельцев внеземной жизни.

Тестирование и пересмотр уравнения Дрейка

Вооруженные оценкой числа коммуникативных цивилизаций в нашей галактике, ученые SETI решили их найти. У них было два основных варианта: личный контакт или сигнал из космоса.

Первый сценарий требовал, чтобы инопланетяне посещали людей или наоборот. Это казалось крайне маловероятным, учитывая расстояния между нашей Солнечной системой и другими звездами Млечного Пути.

Последний сценарий включал радиовещание, отправляя или получая электромагнитные сигналы в космос.

В 1974 году астрономы намеренно передали сообщение в 210 байт из обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико в надежде оповестить цивилизацию в глобулярном звездном скоплении М13.

Сообщение содержало фундаментальную информацию о людях и нашем положении во Вселенной. Но такого рода активное общение было редкими.

Астрономы в основном полагаются на пассивное общение — слушая передачи, посылаемые чужими цивилизациями.

https://www.youtube.com/watch?v=xHaOeuUd4Bc

Радиотелескоп является основным инструментом для таких экспериментов по прослушиванию, потому что он предназначен для обнаружения более длинноволновой энергии, которую оптические телескопы не видят.

В радиоастрономии гигантское блюдо направляется на соседнюю солнечную звезду и настраивается на микроволновую область электромагнитного спектра. Полоса частот микроволн, между 1000 МГц и 3000 МГц, является идеальной, поскольку она менее загрязнена нежелательным шумом.

Она также содержит линию излучения — 1420 МГц — что астрономы могут слышать как постоянное шипение по всей галактике. Эта узкая линия соответствует энергетическим преобразованиям, происходящим в нейтральном водороде.

Как первобытный элемент вселенной, водород должен быть известен всем межгалактическим цивилизациям, что делает его идеальным маркером. Несколько команд со всего мира систематически слушают звезды Млечного Пути и соседние галактики с 1960 года.

Несмотря на их коллективные усилия, никакие поиски SETI не получили подтвержденный внеземный сигнал.

Наши телескопы подобрали несколько необъяснимых и интригующих сигналов, таких как так называемый «Wow» сигнал, обнаруженный исследователями в Университете штата Огайо в 1977 году, но передача не была повторена таким образом, чтобы она дала неоспоримые доказательства внеземной жизни. Все это возвращает нас к парадоксу Ферми: если тысячи цивилизаций в галактике Млечного Пути, почему мы их не обнаружили?

Поскольку Дрейк и Саган сделали свои оценки, астрономы стали более консервативными. Пол Горовиц, который смело гарантировал существование внеземной жизни, дал более скромные результаты из уравнения Дрейка, установив, что N может быть ближе к 1000 цивилизаций.Но даже эта цифра может быть слишком большой.

В 2002 году издатель журнала «Скептик» Майкл Шермер утверждал, что астрономы не были достаточно критичны в оценке L, продолжительности существования цивилизаций.

Глядя на 60 цивилизаций, которые существовали на Земле с самого начала человечества, Шермер придумал значение для L, которое варьировалось от 304,5 лет до 420,6 лет. Если вы вставляете эти числа в уравнение Дрейка, вы обнаружите, что N равно 2.44 и 3.36 соответственно.

Подстройте номера еще немного, и вы можете легко заставить N упасть до одного или даже ниже. Внезапно шансы услышать сигнал от внеземной формы жизни значительно ниже.

Даже самые восторженные сторонники SETI обеспокоены отсутствием результатов, вызванных более чем 40-летним прослушиванием космических радиоволн. И все же большая часть этого поиска была ограничена нашей домашней галактикой.

Даже если в галактике всего три или четыре цивилизации, есть миллиарды и миллиарды галактик.

Это снова ставит вопрос о поиске внеземной жизни, поэтому многие астрономы SETI используют тот же подход к своей работе, что и лотерейные игроки: вы не можете победить, если не играете.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5a99923c3dceb774ad79c965/5abfe84583090500825ffd0c

Что известно ученым о жизни за пределами Земли? | Вокруг нас

Жизнь во Вселенной

Вопрос о наличии внеземной жизни во Вселенной волнует человеческий род с того самого момента, когда были открыты другие планеты. И хотя множество ученых по всему миру трудится над этим вопросом, он и по сегодняшний день остается неразрешенным.

Вероятность существования других разумных существ определяется масштабами космоса: чем больше Вселенная, тем выше шанс, что мы встретим жизнь где – то в ее удаленных уголках. Сегодня классическая модель Вселенной утверждает, что она бесконечна в пространстве, а значит, вероятность возникновения жизни на других планетах довольно высока.

Первым ученым, предположившим, что мы не одиноки во Вселенной был Джордано Бруно. Однако до сих пор нам не известны даже достоверные знания о планетах Солнечной системы, поэтому все выводы относительно инопланетной жизни могут быть только приравнены к рассуждениям.

Инопланетная жизнь — какой она может быть?

Для большинства людей инопланетная жизнь – это то, что мы видим в кино и читаем в фантастических книгах.

Как правило, люди представляют инопланетян в виде зеленых человечков, гуманоидов с огромными глазами или и вовсе в качестве механических монстров, которые обязательно перемещаются на летающей тарелке или сверхтехнологичном космическом корабле.

Однако творчество режиссеров и писателей уходит далеко за рамки научных представлений и открытий. Давайте же разберемся, какие факторы благоприятствуют наличию жизни.

Известно, что наша Вселенная весьма разнообразна и многогранна, если при этом учесть сложность эволюции человеческого вида, то можно предположить, что вероятность появления схожих форм жизни на других планетах ничтожно мала. Если где – то во Вселенной и существуют другие разумные существа, они скорей всего пошли по другой ветви развития, отличной от нашей эволюции.

Итак, что же такое «живое» существо? Возьмем за основу привычные признаки жизни, к которым относятся размножение и питание. Таким образом, к живым существам можно отнести вирусы, инфекционные белки и кристаллы. В данном случае можно говорить о пограничном значении вирусов, которые находятся между границей живого и неживого.

Сами по себе вирусы не способны размножатся, не обладают привычным обменом веществ и нуждаются в клетке – хозяине для продолжения существования. Однако вирусы имеют гены, то есть свои ДНК и РНК и могут эволюционировать путем естественного отбора, это сближает их с людьми. Паразитируя в клетке, вирусы проявляют большую часть признаков жизни.

Таким образом, можно провести грань между живыми и неживыми организмами.

Из этого следует, что основным признаком жизни является репликация ДНК – синтез дочерней молекулы. На основе этого фактора мы уже можем отдалиться от избитого образа зеленых человечков.

Если вирусы обладают собственной ДНК, значит, абсолютно любая с виду субстанция может быть живым существом.

То есть, человек может повстречаться с инопланетной жизнью, но не сразу определить, что это и есть она.

Ключевые факторы для существования жизни

Давайте постараемся и вовсе отстраниться от представления земной жизни, и рассмотрим понятие жизни как таковое, ведь мы говорим об условиях бескрайнего космоса и жизни на других планетах.

Физические факторы, поспособствовавшие возникновению жизни на Земле:

  • температура на поверхности Земли колеблется от -50°C до +50°C;
  • наличие большого количества воды (без воды невозможно существования жизни, но вода может быть представлены и в твердом состоянии);
  • тяжелые элементы в структуре земного шара (металлы);
  • наличие атмосферы и достаточного количества кислорода в ней (ученые на данный момент не представляют, чтобы существовали организмы, способные прожить без вспомогательных элементов атмосферы под влиянием космической радиации);
  • гравитация (влияет на рост живых организмов, от гравитации зависит крепость скелета и мышц);
  • защитный озоновый слой.

Наличие жизни на планетах Солнечной системы

Пока что научному сообщество удалось подобраться и изучить более детально только планеты нашей Солнечной системы, среди них лишь 3 имеют удовлетворительные условия для возникновения жизни: Земля, Марс и Венера. Так есть ли инопланетная жизнь здесь? Может быть, инопланетяне с Марса давно уже не выдумка?

Сначала поговорим о планете с красивым именем Венера. Исследовательские станции, отправленные на Венеру, установили, что температура ее поверхности непригодна для жизни, так как достигает +400°C.

Атмосфера Венеры содержит большое количество углекислого газа и водяных паров, что отрицает возможность формирования жизни.

По остальным физическим показателям Венера крайне схожа с Землей, так что не исключено, что жизнь здесь существует в иной биохимической форме.

Если же говорить о Марсе, то его температура наоборот достаточно холодная для формирования жизни – в районе экватора она составляет -50°C.  Атмосфера Марса значительно разрежена: ее состав крайне схож с земным, но давление в 10 раз меньше.

Ученые предполагают, что это связано с небольшой массой планеты, Марс просто не в состоянии удержать свою атмосферу. Было также установлено, что на Марсе слишком маленькое соотношение кислорода и углекислого газа для комфортного проживания.

Если же говорить о Юпитере и Сатурне, эти планеты имеют достаточную массу для удержания атмосферы, но низкую удельную плотность. То есть данные планеты не имеют твердой почвы, а полностью состоят из газов и осколков космического мусора. Даже если жизнь на этих планетах и способна существовать, то только в очень отличном от земной жизни виде.

Подводя итог, можно сказать, что подходящими условиями для проживания и размножения живых организмов в нашей Солнечной системе обладает исключительно Земля. Хотя в последнее время ведутся активные изучения спутников Сатурна и Юпитера.

Особенный интерес научное сообщество проявляет к крупной планете под названием Энцелад, которая полностью покрыта водой. Правда температура поверхности Энцелада составляет -200°C, и вода здесь содержится исключительно в виде льда.

Некоторые ученые выдвигают теорию, что под ледяной коркой может быть скрыт океан с пригодными для жизни условиями.

Существуют ли жизнь на других планетах или нет, все это еще предстоит нам узнать. Скорей всего эти тайные бытия будут открыты не нам и даже не нашим детям, а лишь нашим правнукам, когда космические технологии выйдут на новый уровень и позволят человеку спокойно перемещаться по вселенной.

В одной только нашей галактике находится около 200 млрд. звезд, вокруг которых вращаются планеты. Вы только подумайте: если уж в нашей Солнечной системе одна из девяти планет оказалась пригодной для жизни, то это не случайность! Где — то там далеко, в темном и необъятном космосе существует и другая, пока неизвестная нам форма жизни.

Источник: https://vokrug-nas.ru/est-li-zhizn-vo-vselennoj-krome-zemli/

Жизнь во Вселенной: откуда она?

Жизнь во Вселенной

В статье предлагается гипотеза о происхождении жизни во Вселенной. В ее основе лежит предположение о том, что логика законов строения мира существует вне Вселенной, т.е. вне пространства и времени. Предлагаемая гипотеза недоказуема также, как и большинство космологических теорий, однако мне она кажется правдоподобной.

Вселенная — это результат логического вывода из ничего

Мы привыкли, что научные теории создаются людьми. Справедливость теорий подтверждается практикой. Часть теорий оказывается ошибочной, часть имеет узкий диапазон применимости. Однако среди них есть истинные теории, которые никогда не опровергаются, а лишь уточняются со временем.

К ним можно отнести, вероятно, законы Ньютона, Евклидову геометрию, объектно-ориентированный подход в программировании. Истинные теории созданы не людьми. Они ими только открыты. А существовали они всегда, в том числе до Большого взрыва.

Основная идея статьи состоит в том, что истинные теории существуют до момента их открытия, существуют независимо от пространства и времени, одинаковы во всех вселенных и при их отсутствии. Поясню это предположение. Пусть мы имеем два объекта, например, две камня. Затем к ним добавили еще один объект. Получилось три объекта.

Абстрагируемся от системы исчисления (двоичная, десятеричная и т.п.), от выбора знаков для отображения чисел, от синтаксиса, прагматики и оставим только семантику (смысловую компоненту) выражения «к двум объектам добавили один объект, получилось три объекта».

А теперь подумаем, зависит ли результат такой операции от того, на какой планете мы находимся, в какой галактике или в какой вселенной? Мне кажется, что не зависит. Трудно представить, что где-то в другой вселенной результат окажется равен четырем. Рассуждая далее по индукции, можно получить всю арифметику натуральных чисел, включая операции сложения, умножения и деления.

Эта арифметика будет также одинаковой во всех вселенных, потому что она логична и мы не можем представить себе других вариантов. Но если арифметика одинакова во всех вселенных, значит она не возникает во время Большого взрыва (иначе она была бы специфичной для каждой новой вселенной), — она существует независимо от наличия вселенной, существует до ее рождения и после ее смерти.

Существует потому, что это просто логика, для существования которой не требуется наличия вселенной. Разве нужна вселенная, чтобы подтвердить, что 2+1=3? Теперь рассмотрим множество объектов, которые лежат в одной плоскости и находятся на одинаковом расстоянии от общей точки (от центра). Понятие окружности (параболы, сферы и пр.

) также будет одинаковым во всех вселенных, в тех их участках, где нет искривления пространства-времени. Рассуждая далее по индукции, можно получить все геометрические фигуры, все элементарные функции и далее всю математику. Для нас важно, что математика, в которой нет логических ошибок, существует независимо от наличия вселенной.

Также важно, что математика будет давать одни и те же результаты ее применения независимо от того, кто открыл те или иные ее законы, на какой планете он живет, в какой галактике и в какой вселенной или вне ее, если эти законы не ошибочны.

Таким образом, Большой Взрыв — это только «начало фильма», а история Вселенной — это только процесс разворачивания во времени и пространстве тех законов, которые существовали объективно до ее рождения. Большой взрыв и возникновение материи позволили существовавшим ранее законам реализоваться во времени и пространстве, т.е.

дифференциальные уравнения начали «решаться» аналоговым способом, путем их моделирования с помощью материи Вселенной. В силу дискретности времени и пространства эти уравнения моделируются материей с достаточно мелким шагом, определяемым квантовой механикой, теорией устойчивости и условиями сходимости.

Погрешности такого решения возрастают на малых расстояниях в силу ограниченности «разрядной сетки» Вселенной, что проявляется в появлении волн Де Бройля, туннелировании и других квантовых эффектах. Человечество открыло только малую часть законов мира, которые еще долго придется уточнять.

В частности, если математика использует понятие бесконечности и нуля, то во Вселенной эти понятия отсутствуют: величина «нуля» ограничена тепловым шумом, принципом неопределенности Гейзенберга, квантованием пространства и времени, а понятие бесконечности ограничено скоростью света и границей Вселенной. Как следствие (или причина?), количество информации во Вселенной также ограничено.

По той же причине ограничена и сложность всех структур во Вселенной.

Можно также предположить, что вариантов существования мира не так много, как может показаться на первый взгляд. Математика имеет всего 23 элементарные функции. Электромагнитные поля описываются всего четырьмя дифференциальными уравнениями Максвелла, гравитационное поле в общей теории относительности описывается всего одним уравнением Эйнштейна и т.п. Нам известны всего 118 химических элементов. Молекулы фуллерена состоят из точно 60 атомов углерода (C60). Добавление хотя бы одного атома в эту структуру делает ее неустойчивой. Массу ограничений накладывает теория устойчивости, которая резко ограничивает число вариантов построения систем, описываемых обыкновенными дифференциальными уравнениями. Увеличение сложности систем снижает запас их устойчивости. Поэтому разнообразие вариантов построения мира не так велико, как может показаться. Скорее всего, такой вариант только один.

«Проект» живого существовал до Большого Взрыва

Человечество открыло не только законы математики и физики. Колоссальные знания получены (открыты) в области биологии, анатомии и физиологии человека и животных. Среди этих знаний есть очень малая часть, которая относится к объективным (истинным, безошибочным) знаниям.

Пользуясь аналогией, можно предположить, что эта часть знаний т.е. «проект» живых существ и даже их социального поведения мог существовать вне Вселенной до момента Большого взрыва.

Он мог существовать точно так же, как существовало знание о том, что «2+1=3», однако знание о жизни настолько сложно, что мы пока не можем найти даже начальные рассуждения, из которых можно было бы с помощью логики построить «проект» живого организма.

Итак, мы предполагаем, что человек является очень сложным, но однозначным логическим следствием из очевидных посылок типа «2+1=3». Какие это посылки — мы пока не знаем. Логически построенные «уравнения жизни» имеют решениями те живые организмы, которые существуют на нашей планете.

В других условиях, на других планетах, пригодных для существования логически непротиворечивых форм жизни, могут быть другие виды живых организмов, но они должны быть основаны на одних и тех же законах cуществования живого. И эти законы должны быть одинаковы для всех вселенных, если они логически непротиворечивы.

Человек имеет две руки, два глаза, две ноги и одно сердце потому, что это логично и логика дает именно такой «проект» человека. Существующие отклонения и разнообразие форм человека существуют потому, что человек является предельно сложным построением и случайные флуктуации во время его зарождения и развития естественно приводят к разнообразию внешнего вида и дефектам строения.

Мышление — это генерация образов в системе с обратной связью

В динамической системе с обратной связью при норме петлевого усиления, большей единицы, возникают непрерывные колебания, которые длятся неограниченно долго. Форма колебаний зависит от вида дифференциального уравнения, описывающего петлю обратной связи.

При вводе нелинейности или зависимости формы нелинейности от сигнала на выходе системы можно получить колебания, форма которых случайным образом изменяется во времени, т.е. она бесконечно разнообразна. Любое уравнение, описывающее физическую систему, и записанное в неявном виде, может быть эквивалентно представлено (смоделировано) системой с обратной связью.

Поэтому обратные связи лежат в основе построения всех объектов во Вселенной. По моему мнению, описанное поведение сложных нелинейных нестационарных систем с обратной связью (бесконечная генерация колебаний сложной неповторяющейся формы) очень напоминает мышление живых существ. Рассмотрим этот тезис подробнее.

Все, что человек видит или слышит, осязает, он запоминает в виде образов (зрительного, слухового, осязательного) и т.п. Поэтому при извлечении из памяти эти образы представляются в мозгу так же в виде изображений, звуков, запахов и пр. Зрительные образы, принятые глазами, проецируются на зрительную кору мозга. Там же возникают образы, извлекаемые из памяти.

Благодаря обратным связям мозг непрерывно и бесконечно долго беспорядочным образом воспроизводит ранее полученные образы. Этот поток образов образует quot; шум» воспоминаний, необходимый для генерации новых образов, составленных из ранее полученных, с использованием информации о внешних возмущениях (социальных, физических, психологических и пр.

) и внутренних потребностей организма. Генерация новых образов из ранее полученных с использование вновь поступающей через сенсоры дополнительной информации и представляет собой процесс мышления. Трудно представить, как выглядит «петля обратной связи» в такой системе. И главное, для возникновения колебания важно, чтобы норма петлевого усиления была больше единицы.

Но пространство образов не является метрическим. Как ввести в нем понятие расстояния и операций над образами? Интуитивно человек ощущает это расстояние как меру правдоподобности рассуждений.

Вероятно, расстояние от суждения, возникшего спонтанно из «шума» в мозгу, до истины, измеряемой интуитивно, уменьшается в процессе мышления (растет достоверность суждения), петлевое усиления становится больше единицы и поэтому система автоматически генерирует новые мысли. При этом «истина» — это то, что существовало до Большого взрыва и создано чистой логикой из ничего.

Из этого шума с помощью воли человек выбирает то, что ближе всего соответствует его цели. Если цели нет, то случайно блуждающие образы создают сновидения или воспоминания. Благодаря наличию обратных связей мозг генерирует представления непрерывно, пока человек жив. Благодаря «шуму» воспоминаний человек ощущает свое существование.

Отбор образов (мыслей) определяется внешними воздействиями и внутренними потребностями. Например, если в неживой природе для стабилизации температуры в печи система автоматического управления понижает или повышает температуру в зависимости от показаний датчиков, то, по аналогии с этим, если у человека появляется потребность в пище от «датчиков голода» в желудке, то он ищет пищу. Если у человека возникает потребность стать президентом, то он начинает готовиться к выборам. Если болит голова, то пьет анальгин.

В отличие от неживой системы с обратной связью человек обладает волей, т.е. он осознанно выбирает из «шума» в голове только то, что соответствует некоторой цели. Воля не рождается с человеком. Она появляется как результат обработки информации, поступающей через органы чувств и коммуникации в процессе развития личности. Итак, на вопрос «кто создал человека и процесс мышления?» мы отвечаем следующим образом: человек — это естественная конструкция, которая логически строго выводится из пока неизвестных науке оснований путем очень сложных логических выводов, непостижимых уму человека. Логика построения человека и его «проект» (уравнения, математическая модель человека) существуют вне пространства и времени и одинаковы для всех вселенных. Очень хочется высказать совсем крамольную гипотезу, что мыслят не только человек и животные, мыслят даже электроны. Конечно, у электрона нет зрения, но у него есть «датчик» сильных, слабых, электромагнитных и гравитационных взаимодействий, который сообщает ему информацию об окружающем мире. Реакцией электрона на эту информацию является коррекция орбиты. Ведь не летит же электрон по прямой линии, когда поле сообщает, что рядом есть электрическое поле других частиц и надо корректировать свою траекторию, потому что истинная логика требует этого. «Подумав немного» и отлетев за время размышлений и измерений на расстояние половины длины волны Де Бройля, электрон возвращается обратно на свою орбиту. Отсюда и волновые свойства — вероятно, это такие же колебания, как и в системе с обратной связью. Электрон сравнивает свое положение в пространстве-времени с истинным, которое предсказывается моделью, построенной логикой. На мысль о происхождении человека меня натолкнули зимние снежинки. Размеры их в некоторых случаях достигают 10 см и возникают они за несколько минут. Интересно то, что в отсутствии низкой температуры снежинок нет, но «проект» снежинки уже есть, природа знает (и человек теперь тоже знает), какой будет (точнее, какой может быть) снежинка после создания подходящих условий для ее построения. Если представить себе, что некоторой вселенной еще нет, но она будет состоять из материи с такими же свойствами, как наша, то можно предсказать, как будет выглядеть в ней снежинка в заданных условиях после того, как вселенная возникнет. То есть форма снежинки известна до возникновения вселенной!

Аналогично, можно себе представить, что человек — это огромная и сложная «снежинка», которая была в виде «проекта» до Большого Взрыва и появилась только после возникновения подходящих климатических условий и строительного материала. Из этого следует логический вывод, что до возникновения нашей родной Вселенной были известны в виде логических выводов все формы вещества в ней и все формы жизни.

  • Вселенная
  • Большой Взрыв
  • космология
  • гравитация
  • мышление
  • человек
  • жизнь

Источник: https://habr.com/post/388847/

Refy-free
Добавить комментарий