Новости всё Наука - iCity.life Архангельск

На планете Земля, на орбите Солнца, мы единственная разумная жизнь. Где-то еще в Солнечной системе вполне могла существовать микробная жизнь, но разумная, сложная, разнообразная и многоклеточная жизнь — маловероятно. Разумные инопланетяне, если они населяют другой мир, находятся по меньшей мере в четырех световых годах от нас. Что это: случайность или закономерность? Насколько близко вообще две независимые разумные цивилизации могли бы оказаться во Вселенной, если забыть про межзвездные путешествия и предположить, что они развивались в разных звездных системах и хоть немного являются «жизнью»? В шаровых скоплениях может быть высокая плотность звезд, но не будет ли повышенная плотность мешать обитаемости? У астрофизика в плотном шаровом скоплении было бы совершенно иное представление о Вселенной и поиске экзопланет.

Чтобы появилась жизнь, необходимо выполнение множества условий, но основные ингредиенты для нее имеются по сути везде. Даже если ограничиться поиском жизни, которая химически будет похожа на нашу, Вселенная будет полна возможностей.

Атомы могут собираться в молекулы, включая органические молекулы и биологические процессы, как на планетах, так и в межзвездном пространстве. Возможно, жизнь началась не на Земле, а и вовсе не на планете.

Нужно, чтобы сформировались достаточно тяжелые элементы, из них — твердые планеты, органические молекулы и строительные блоки жизни. Вселенная родилась без них. После Большого Взрыва Вселенная на 99,9999999% состояла из водорода и гелия. Не было углерода, кислорода, азота, фосфора, кальция, железа и вообще любых сложных элементов, необходимых для жизни. Чтобы они появились, должно было родиться и умереть множество поколений звезд, которые выжигали свое топливо и умирали сверхновыми, преобразуя созданные тяжелые элементы в новое поколение звезд. Для самых тяжелых элементов нужно слияние нейтронных звезд, а без этих элементов на Земле не было бы жизни и наши тела не могли бы существовать. Шестеренки астрофизики должны были работать на полную мощность.

Несмотря на то, что Земля сформировалась через 9 миллиардов лет после Большого Взрыва, Вселенной не пришлось ждать так долго. Мы классифицируем звезды по трем группам:

• Население I: звезды типа Солнца, на 1-2% состоящие из элементов тяжелее водорода и гелия. Этот материал хорошо обработан и создает в солнечных системах смесь газовых гигантов и твердых планет, способных поддерживать жизнь.
• Население II: это по большей части старые звезды. Их содержание тяжелых элементов может составлять 0,001—0,1% от солнечного, а миры возле них в основном диффузные, газовые. Тяжелых элементов для жизни может быть слишком мало, и они будут примитивны.
• Население III: первые звезды во Вселенной, которые совершенно не были испачканы тяжелыми элементами. Таких мы пока не находили, но теоретически они существуют (и существовали).

Если посмотреть на первые галактики, они полны звезд населения II. Но в нашей близости мы наблюдаем смесь молодых и старых, богатых и бедных металлом звезд.

Одним из самых важных уроков, вынесенных миссией «Кеплер», стала система Kepler-444. Это звезда населения I (с планетами вокруг), но намного, намного старше Земли. Нашему миру 4,5 миллиарда лет, а Kepler-444 — 11,2 миллиарда, что подразумевает, что Вселенная могла сформировать мир по типу Земли давным-давно, за 7 миллиардов лет до формирования Земли. Учитывая такую возможность, а также тот факт, что в центре нашей галактики больше богатых металлом светил, чем на регионах, вполне может быть, что где-то во Вселенной (и, может, даже в Млечном Пути) существует система с разумной жизнью.

Итак, учитывая все, что мы знаем о том, где могут быть подходящие для жизни звезды, насколько близко могут оказаться две инопланетные цивилизации? Где их искать? При каких обстоятельствах? Давайте рассмотрим пять самых вероятных вариантов, подобранных Итаном Зигелем.

Одна и та же солнечная система

Это просто мечта. В первые дни Солнечной системы вполне вероятно, что Венера, Земля и Марс (и, возможно, даже Тейя, гипотетическая планета, которая столкнулась с Землей и сформировала Луну) — все находились в подходящих для жизни условий. У них была корка и атмосфера, полные ингредиентов для жизни, а также когда-то была жидкая вода на поверхности. Венера и Марс при ближайшем подходе оказываются от Земли на 38 миллионов и 54 миллионов километров соответственно. Но в системах красных карликов (M-класс) планеты разделены значительно меньшими расстояниями: примерно 1 миллион километров между потенциально обитаемыми мирами в системе TRAPPIST-1, например. Луны возле гигантских миров могут быть еще ближе. Если жизнь успешно развивается при определенных условиях, почему бы ей не повторить это дважды в одном и том же месте?

В пределах шарового скопления

Шаровые скопления — это массивные собрания сотен тысяч звезд, заключенных в сферу в несколько десятков световых лет в радиусе. Во внешних регионах сферы звезды разделены световыми годами, но во внутренних, самых плотных скоплениях расстояние между звездами может быть таким, как от Солнца до пояса Койпера. Орбиты планет в таких звездных системах должны быть стабильны даже в плотных условиях, и учитывая, что мы знаем о шаровых скоплениях, которым меньше 11,2 миллиарда лет, как Kepler-444, в них может быть много подходящих для жизни кандидатов. Несколько астрономических единиц — это удивительно небольшое расстояние между двумя цивилизациями, не так ли?

Рядом с галактическим центром

Чем ближе вы оказываетесь к центру галактики, тем плотнее становятся звезды. В пределах центральных нескольких световых лет плотность звезд чрезвычайно высока, даже если сравнивать с ядрами шаровых скоплений. В некотором смысле галактический центр чрезвычайно плотный, поскольку содержит черные дыры, огромные скопления масс и звездообразований, которых нет в шаровых скоплениях. Но проблема звезд, которые мы видим в центре Млечного Пути, состоит в том, что они слишком молоды. Возможно, из-за нестабильности региона звезды редко проживают даже миллиард лет. Несмотря на повышенную плотность, такие звезды вряд ли обзаведутся развитыми цивилизациями. Они просто не живут.

В плотном скоплении звезд или рукаве спирали

Как насчет звездных скоплений, которые формируются в галактической плоскости? Рукава спиральной галактики плотнее, чем другие регионы, и именно в них, как правило, появляются новые звезды. Звездные скопления, которые остаются от тех эпох, часто содержат тысячи звезд, расположенных в регионе всего в несколько световых лет. Но опять же, звезды не остаются в таких условиях надолго. Типичное открытое скопление звезд распадается через несколько сотен миллионов лет, а миллиарды лет живут лишь некоторые. Звезды движутся по спиральным рукавам постоянно, включая и наше Солнце. И хотя звезды в рукаве могут сходиться на 0,1 светового года, они вряд ли будут хорошими кандидатами для жизни.

Распределение по межзвездному пространству

Итак, мы возвращаемся к тому, что наблюдаем в нашем собственном районе: расстояния в несколько световых лет. По мере приближения к центру галактики, вы можете уменьшить эту дистанцию до той, что видели в открытом скоплении: 0,1—1 световой год. Но если подойти еще ближе, возникнет проблема, которую мы наблюдали слишком близко к центру галактики: слияния, взаимодействия и прочие катастрофы, которые разрушают стабильную среду. Можно подойти ближе, но обычно межзвездное пространство такого не позволяет. В лучшем случае можно дождаться, пока рядом пройдет другая звезда, а это происходит раз в несколько миллионов лет.

В общем и целом, хоть мы и не ожидаем, что разумная инопланетная жизнь будет распространена и повсеместна во Вселенной так же, как планеты и звезды, каждый такой мир, соответствующий правильным условиям, это большая редкость. И каждый раз, когда вам выпадает такой шанс, успех будет маловероятным. Число возможностей, которые могут стать реальностью, очень ограничено. Но теперь мы хотя бы знаем, чего ожидать, если найдем во Вселенной кучу других развитых цивилизаций.