1. рецептура життя
2. "Житлові умови"
3. Де шукають життя
4. Відкриття нових земель
5. шум порожнечі
6. слухаючи космос

Уявлення про життя, яка існує в безкрайніх просторах космосу, аж до останніх десятиліть минулого століття зводилися в основному до абстрактним теоріям. В наші дні вчені, озброївшись науковими і технічними досягненнями, всерйоз приступають до пошуків в космічному просторі біологічного життя. І якщо одного разу їх зусилля увінчаються успіхом, то ставлення до світу, в якому ми живемо, і Всесвіту, яка нас оточує, зміниться назавжди.

Довгий час існувала впевненість, що життя є на всіх планетах Сонячної системи, і навіть на самому Сонці, але наукові дослідження принесли людству суцільні розчарування. Але навіть незважаючи на те що достовірних свідчень наявності життя де-небудь ще, крім Землі, як не було, так і немає, вчений світ неоднозначно ставиться до цієї обставини.

Оптимісти вважають, що цивілізації, далеко випередили в технічному розвитку земну, - це звичайне явище у Всесвіті. При цьому покладаються вони винятково на віру в те, що серед величезного числа зірок нашої Галактики і ще більшої кількості зірок багатьох інших галактик обов'язково повинні бути як зірки з планетними системами, так і планети з розвиненими цивілізаціями.

Песимісти стверджують, що земляни, по всій видимості, є найбільш передову технологію в Космосі. Їхній головний аргумент - відсутність не тільки наукових доказів існування розвинених цивілізацій, але навіть планет земного типу за межами Сонячної системи, які могли б служити притулком для життя.

рецептура життя

Всі домисли і гіпотези про інші форми життя, так само як і про можливі посланців інших цивілізацій, наштовхуються на два ключових питання. Перший з них - як зародилося життя? Другий - наскільки ймовірним є її виникнення при наявності відповідних умов і «вихідних матеріалів»?

Життя на Землі - поки єдиний відомий нам приклад життя у Всесвіті - «зроблена» за рецептом, що включає дивно мале число компонентів. З усіх наявних в природі хімічних елементів особливо важливі для її існування тільки 6, це - водень, вуглець, азот, кисень, фосфор і сірка. З них складається 98% матерії всіх живих організмів, і вони є найбільш поширеними у Всесвіті, якщо не брати до уваги інертних газів. Цей факт вказує на спорідненість живого речовини з зірками і дає надію на його існування в просторах Всесвіту.

Найбільш важливим для життя є вуглець, легко взаємодіє з іншими елементами (воднем, азотом і киснем), створюючи тим самим широкий діапазон органічних сполук - будівельних блоків життя на Землі і, можливо, всюди у Всесвіті. Вуглець - це своєрідний «клей», що скріплює великі і складні молекули життя разом. Різноманітні хімічні реакції, що протікають в живих організмах, вимагають джерела енергії, і цю енергію земного життя дає Сонце. Життя також потребує рідкому середовищі, своєрідному розчиннику, завдяки якому атоми і молекули можуть вступати в хімічні реакції. Одним з найбільш підходящих розчинників є вода. Від простих органічних молекул ще дуже далеко до складних, які складають основу того, що ми називаємо життям. Перехід від неживих органічних сполук до живих (здатним до самовідтворення за генетичним кодом) все ще залишається темним місцем в ланцюзі загальної еволюції матерії.

Як же виникло життя на Землі? Це питання дуже важливе для пошуку інших її форм в глибинах космосу. За теорією біохімічної еволюції А.І. Опаріна, синтез всіх необхідних для зародження життя компонентів міг статися в умовах первинної атмосфери Землі, що значно відрізняються від нинішніх. Накопичення в океані великої кількості органіки могло створити «первинний бульйон» для розвитку життя. Якщо виявиться, що життя зародилося саме на Землі, то можна було б очікувати великої різноманітності її типів в різних світах, оскільки кожна планета буде володіти своїм унікальним набором умов.

Згідно з іншою гіпотезою, що отримала назву панспермії, основні органічні речовини, необхідні для виникнення життя, могли бути занесені з космічного простору, за яким «зародки» життя постійно подорожують. Своєю популярністю ця теорія зобов'язана відкриттю мікроорганізмів, здатних виживати в найнесприятливіших умовах, схожих з космічними: в холоді, при підвищеній радіації, в екстремальній кислотності. Якщо ця гіпотеза отримає підтвердження, то вона буде вагомим аргументом на користь того, що життя повинна мати приблизно однакові форми всюди у Всесвіті, оскільки вона виникла з схожих типів молекул в схожих молекулярних хмарах.

"Житлові умови"

Розвиток життя - такий тривалий процес, що його можна порівняти з часом життя зірок. Короткий термін існування масивних зірок виключає їх з числа кандидатів, що мають населені планети. Такі планети можуть знаходитися біля зірок (маса яких дорівнює масі Сонця або трохи менше її), стабільно випромінюючих енергію протягом часу, цілком достатнього для розвитку розумного життя. Велика частина сонячної енергії виділяється у видимій області спектра, створюючи сприятливі для життя умови, тому населені планети краще шукати навколо зірок, що мають температури і хімічний склад, близькі до сонячних значенням.

Серед 100 мільярдів зірок в нашій Галактиці є цілком достатньо стабільних, здатних виділяти стільки енергії, скільки необхідно для розвитку життєво важливих хімічних процесів. Майже всюди знайдено і велика кількість вуглецю. Однак для виникнення біологічного життя дуже важливим фактором є наявність води в рідкому стані, залежне від розташування планети. Якщо планета знаходиться дуже близько до своєї зірки - вода випарується, якщо дуже далеко - замерзне. Орбіта планети повинна бути стабільною і близькою до кругової, тому що при безладному обертанні неможливо постійно підтримувати рідку воду на поверхні. Та область навколо зірки, де рідка вода може довгий час зберігатися на планеті, отримала назву «зона проживання». Для нашого Сонця вона починається за Венерою і закінчується за Марсом.

Незалежно від того, наскільки відрізняються умови на різних планетах, безсумнівно одне: життя і її навколишнє середовище нерозривно пов'язані. Живі організми змінюють умови планети, оскільки вони споживають їжу і енергію і виділяють відходи. Зміна планетної навколишнього середовища, викликане біологічної, геофізичної або кліматичної активністю, в свою чергу, змушує життя пристосовуватися до нових умов, створюючи в результаті багато різноманітних рослин і тварин, з якими ми стикаємося на Землі.

Ніде ця залежність не виявляється так очевидно, як у спостережуваних характеристиках атмосфери планети. Так що належить з'ясувати, яким чином атмосферні гази, вироблені геологічної активністю, відрізняються від тих, які вироблені життям. Аналізуючи кольору в інфрачервоній області випромінювання, астрономи будуть шукати атмосферні гази, такі як вуглекислий газ, водяна пара і озон. Разом з температурою і радіусом виявленої планети ця інформація дозволить визначити, які планети є придатними для життя або навіть уже населені її зародковими формами. Своєрідним ознакою життя може бути існування в атмосфері планети великої кількості кисню. У земній атмосфері кисень є побічним продуктом фотосинтезу - процесу, за допомогою якого зелені рослини і деякі інші організми, використовуючи сонячне світло, перетворюють вуглекислий газ і воду в вуглеводи. Але молекула кисню не залишається в атмосфері довго, а об'єднується з іншими молекулами в процесі, званому окислення. Тому планета з атмосферою, багатою киснем (подібно до Землі), повинна містити джерело його поповнення (життя).

І тим не менше присутність кисню, хоча і вельми важливе, не може бути прийнято як однозначна ознака життя. А ось виявлення озону, співіснують разом з газами (окис азоту або окис метану), може служити переконливим доказом не тільки того, що планета придатна для життя, але і того, що вона населена.

Цілком ймовірно, що навіть ті планети, де кисню взагалі не буде виявлено, також можуть підтримувати життя. Адже не виключено, що фотосинтез може здійснюватися з іншими елементами, наприклад із сіркою, яка виконує роль кисню. В інших світах біологічні процеси можуть бути зовсім не схожими на земні, так як хімічні умови на інших планетах можуть привести до виникнення абсолютно інших організмів.

Де шукають життя

Марс
Згідно з деякими припущеннями життя могла виникнути і на Марсі. Деякі вчені навіть припускали, що спочатку вона і виникла саме там і тільки потім була перенесена на Землю. Можливо, геологи, аналізуючи осадові марсіанські породи старше 4 млрд. Років, зможуть виявити скам'янілі залишки не тільки бактерій, але і більш складних організмов.В даний час апарат Mars Global Surveyor, що знаходиться на орбіті, збирає велику кількість даних щодо поверхневих особливостей, атмосфери і магнітних властивостей Червоної планети.

Європа
Дослідження Європи - однієї з гігантських місяців Юпітера, вказує на те, що під її крижаною поверхнею ховається величезний океан рідкої води. Це велике підлідної море цілком могло дати дах мікроорганізмам, за розміром і складності подібним земним. Хоча сонячне світло не може забезпечити достатньо енергії для підтримки життя на Європі, тому вчені вважають, що найбільш імовірним джерелом енергії є заряджені частинки, постійно летять з сусіднього Юпітера.

Для більш детального дослідження Європи запланований запуск літального апарату Europa Orbiter (2003 рік). Досить імовірно, що слідом за ним буде здійснено запуск станцій Europa Ocean Observer і Europa Lander Network (посадковий модуль).

Титан
Супутник Сатурна Титан - єдина місяць в Cолнечной системі, що володіє товстим шаром атмосфери (складається в значній мірі з азоту) і складної органічною хімією. Апарат Cassini, відправлений до Сатурну п'ять років тому, зможе опустити свій вимірює зонд в атмосферу Титана в 2004 році.

Також розглядається можливість відправки до цієї планеті апарату Titan Biologic Explorer (після 2005 року) для вивчення добіотіческой органіки (хімічних складів, які є стандартними блоками життя) як на його поверхні, так і в атмосфері.

Венера
Деякі дослідники не виключають існування мікробного життя і в хмарах Венери (на висоті близько 50 км від поверхні), хоча атмосфера цієї планети дуже суха, а хмари складаються з крапельок сірчаної кислоти. Втім, для підтвердження таких припущень необхідні додаткові дослідження. Вчені у своєму розпорядженні дані, що свідчать про наявність значних кількостей органічної речовини в міжзоряних молекулярних хмарах.

міжзоряний газ
Вчені у своєму розпорядженні дані, що свідчать про наявність значних кількостей органічної речовини в міжзоряних молекулярних хмарах. Щоб зрозуміти хімію процесів, що відбуваються в міжзоряних хмарах, і з'ясувати, чи може відбуватися в космосі синтез амінокислот, ESA планує запуск космічного телескопа «Гершель» (2007 рік) з рекордним для подібного інструменту діаметром дзеркала - 3,5 метра. Він зможе отримувати зображення об'єктів в недоступних раніше областях спектра - далекої інфрачервоної і субміліметрової. Саме в цих діапазонах випромінюють складні хімічні речовини, а також органічні молекули.

комети
«Перевізниками» життя можуть також служити метеорити і комети. Апарат Giotto, в 1986 році наблизився до комети Галлея на відстань 600 км, передав дані, що показали, що комета містить складні органічні молекули, багаті вуглецем, воднем, киснем і азотом. А значить, що в походженні земного життя важливу роль могли зіграти комети. Для їх ретельного вивчення в рейд відправиться апарат Rosetta (2003 рік) - перша дослідна експедиція на орбіту комети, яка до того ж здійснить посадку на її поверхню. Вона вперше буде спостерігати за змінами, що відбуваються в кометі під час нарощування нею коми і хвоста при наближенні до Сонця. Автоматична система буріння, встановлена ​​на посадковому модулі, отримає зразки речовини ядра комети з глибини 30 см і відправить їх до аналізатора складу. Оскільки через технічні проблем запуск Rosetta в січні 2003 року відкладений, то його первісна мета - комета Віртанен - ​​теж змінена. Ім'я нової комети стане відомо в травні цього року.

Відкриття нових земель

У 1995 році весь вчений світ облетіла приголомшлива звістка: швейцарські астрономи на орбіті навколо зірки, подібної до Сонця, виявили планету. Звичайно, спостерігачі не побачили планету, її присутність було виявлено по невеликому доплеровскому зміщення ліній у спектрі зірки. З тих пір кількість планет, виявлених цим методом, стало зростати дуже швидко, і в даний час їх уже налічується понад 100.

Всупереч очікуванням того, що інші планетні системи будуть схожі на нашу власну (планети земного типу - поблизу зірки і газові планети-гіганти - на великих відстанях від неї), більшість з них - газові гіганти, занадто близькі до своїх батьківських зірок і нездатні дати притулок життя.

Різноманітність екстрасонячних (виявлених у інших зірок) планет вселяє надію на те, що повинні існувати і планети земного розміру на такій відстані від зірки, яка дозволяє існувати життя. Планет малих розмірів поки виявити не вдалося, але їх пошуки за допомогою космічних телескопів тривають.

2005 год | COROT
Французьке космічне агентство CNES за участю Іспанії, Австрії, Бельгії та Європейського Космічного агентства (ESA) в 2005 році планує провести запуск апарату COROT - маленького космічного телескопа з діаметром головного дзеркала 27 см і камерою з чотирьох ССD детекторів, який буде використовувати метод транзиту, що дозволяє точно визначити розміри планет і їх орбіти. Транзит відбувається кожного разу, коли планета перетинає промінь зору між спостерігачем і батьківської зіркою, навколо якої вона обертається. Коли це відбувається, планета блокує частину світла від своєї зірки, викликаючи періодичне падіння блиску зірки. Цей періодичний сигнал використовується, щоб виявити планету і визначити її розмір і орбіту. COROT буде спостерігати велику кількість відносно далеких зірок на відстанях до 1500 світлових років, намагаючись надати факти існування планет земного типу.

2005 год | Darwin
Проект Darwin (2005 рік) передбачає запуск цілої «флотилії» з 6 окремих космічних телескопів діаметром не менше 1,5 м кожен, які будуть об'єднувати свої індивідуальні сигнали для створення зображень з високою роздільною здатністю. Можливо, Darwin «побачить» планети, схожі на Землю, і визначить склад їх атмосфер за допомогою спектрального аналізу.

2006 год | Kepler
В рамках програми Discovery готується місія Kepler (2006 рік). Вона буде «полювати» за планетами, використовуючи однометровий телескоп з фотометром, спеціально розроблений для пошуку планет, схожих на Землю, навколо зірок за межами Сонячної системи. Чутливість фотометра достатня, щоб «бачити» зміни в яскравості, викликані планетою, що проходить перед зіркою, яка в 100 разів перевершує її по діаметру. Виміряна орбіта планети і відомі властивості батьківської зірки дозволять визначити, чи знаходиться кожна виявлена ​​планета в зоні проживання. Інструменти Kepler будуть здатні виявити об'єкти земної розміру на орбітах навколо зірок, що знаходяться на відстані до 4 000 світлових років, вимірювання же будуть проводитися кожні 10 хвилин.

Так як Kepler зможе виявити тільки планети, що виконують транзит, на допомогу йому відправиться Space Interferometry Mission (SIM), аналогічна місії Gaia, покликана шукати планети за їхнім впливом на рух і положення зірки. Апаратура SIM дозволить досягти точності 1 мікроарксекунди за час існування місії. Це відповідає можливості виявити планети земної маси навколо декількох найближчих зірок сонячного типу.

Рік невідомий | TPF
Eddington, Gaia, Kepler і SIM стануть служити свого роду розвідниками для запуску наступних станцій. Якщо ніхто з них так і не зуміє виявити планети земного розміру, то ми можемо опинитися у Всесвіті самотніми. У тому ж випадку, якщо вони досягнуть успіху, на порядку денному постане головне питання - чи є на них життя?

І ось тоді на її пошук відправиться Terrestrial Planet Finder (TPF) - Шукач планет земної групи, що вивчає сліди, залишені життям в атмосферах планет. Його головна мета - пряме виявлення і характеристика планет земного типу, що обертаються навколо найближчих зірок.

Станція буде досліджуваті склад їх атмосфер и шукати озон, молекули кисня або двоокісу вуглецю, Які видно в земній атмосфері. Її знахідки, можливо, стануть базою для наступної експедиції - Life Finder, що складається з декількох телескопів, що працюють як один - для отримання спектрів високої роздільної здатності атмосфер далеких планет. Ця інформація може використовуватися для пошуку більш точних слідів біологічної активності.

І все ж в даний час Life Finder (LF) залишається тільки проектом, тому як вимагає технологій, які ще не створені. Подібно древнім цивілізаціям, які залишили нам своє безсмертна спадщина, ми можемо вписати власну сторінку в історію Землі, якщо виявимо за її межами інше життя.

2008 год | Eddington, Gaia
У планах Європейського Космічного агентства - послідовно запустити кілька космічних апаратів для пошуку планет земного типу і ознак життя на їх поверхні. Першим в космос планується відправити Eddington (2008 рік) - для точної фотометрії 500 тис. Зірок різного віку, дослідження їх мас і хімічного складу. За ним піде космічний апарат Gaia, який зробить огляд понад мільярд зірок для створення максимально точної карти наших космічних околиць. Кожна із зірок буде спостерігатися не менше 100 разів, щоб виявити зміни в положенні об'єкта або його яскравості, викликане присутністю планети або планетної системи.

шум порожнечі

У 1960 році американські вчені направили свій радіотелескоп на тау Кіта і Епсілон Ерідана - найближчі до нас, схожі на Сонце, зірки, щоб з'ясувати, чи не йдуть звідти сигнали штучного походження. Вважається, що подібною частотою для передачі сигналів може бути частота поблизу 1420 МГц - частота випромінювання вільного атома водню, одного з найпоширеніших елементів у Всесвіті. Будь-яка цивілізація, технічно здатна побудувати радіомаяк, повинна усвідомлювати всю важливість цієї частоти. Так було покладено початок спільноті, яке зараз називається SETI (Пошук позаземних цивілізацій).

Прослуховування цих зірок велося протягом декількох місяців, але ніяких сигналів прийняти не вдалося і програма була припинена. А через 14 років, використовуючи телескоп «Аресібо» (Пуерто-Ріко), вчені вирішили самі відправити послання інопланетянам в напрямку кульового зоряного скупчення М13 в сузір'ї Геркулеса. У цьому сузір'ї близько мільйона зірок, подібних до Сонця, і цілком можливо, що на одній з них існує цивілізація, здатна прийняти дане послання. Відправлене «лист», що містить графічний символ телескопа «Аресібо», людську фігуру і подвійну ланцюжок ДНК, добереться до адресата лише через 24 тис. Років. В межах двох сотень світлових років від Землі є майже 1 000 зірок, подібних до Сонця. Саме вони, як вважають більшість дослідників з SETI, найбільш вірогідні кандидати для планетних систем, здатних дати притулок життя, з якою ми могли б встановити зв'язок.

До несистематическим спробам повідомити про себе можна віднести і посилку в космос двох гравірованих золотих пластин, поміщених на космічні зонди «Піонер-11» і «Піонер-12», які повинні незабаром покинути Сонячну систему і піти в далекий космос.

Пошук планет навіть навколо найближчих до нас зірок подібний спробі розрізнити слабке світло від свічки поряд з маяком з відстані в 1 000 км. Але планети виявляють свою присутність завдяки впливу їх гравітації на батьківську зірку. Через відсутність необхідної точності вимірювань виявити цей вплив довгий час було вкрай важко, тому пошук життя у Всесвіті почався з пошуку НЕ населених планет, а розвинених цивілізацій, здатних контактувати з нами.

слухаючи космос

Незважаючи на всі зусилля, дослідникам все ще не вдалося виявити навіть слабкого писку штучного сигналу. Але радіоастрономи не втрачають надії і розробляють нові проекти.

SERENDIP IV
Одним з таких проектів є SERENDIP IV (Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations - Пошук позаземного радіовипромінювання від сусідніх розвинених цивілізацій). Завдяки приватного фінансування в ньому беруть участь кілька обсерваторій різних країн. Головним у проекті є гігантський радіотелескоп «Аресібо», приймач якого може вести пошук майже на 168 мільйонах каналів, кожен шириною близько 0,6 Гц.

Phoenix
Проект Phoenix, повністю існуючий зараз на приватні пожертвування, спрямований на всебічний пошук позаземного інтелекту. Його мета - 1 000 зірок, подібних до Сонця, в межах 200 світлових років від Землі, - найбільш ймовірних місць існування планет, що мають життя на поверхні. Він шукає сигнали в діапазоні від 1 000 до 3 000 МГц, розподіляючи частотний спектр на 2 млрд. Каналів для кожної зірки.

SETI @ home
Найвідоміший з усіх проектів SETI - SETI @ home захопив сьогодні уяву мільйонів людей в усьому світі. Одна з проблем з SETI-дослідженнями полягає в тому, що для виявлення сигналу комп'ютером повинен бути проаналізований гігантський обсяг даних радіотелескопу. Так ось, SETI @ home запропонував своє рішення: дані, зібрані SERENDIP-приймачем в «Аресібо», поділяються на робочі одиниці, потім надсилаються через Інтернет на індивідуальні домашні ПК, де вони піддаються автономної обробці, і тільки потім повертаються в SETI @ home . В даний час в проекті задіяні 1 млн. 400 тис. Учасників з 244 країн, що допомагають аналізувати дані «Аресібо». Витративши сумарно 110 000 років обчислювального часу, всі вони разом практично сформували суперкомп'ютер.

На сайті можна скачати програму для свого комп'ютера, яка буде безперервно отримувати дані, обробляти їх, коли центральний процесор простоює, і відсилати назад результати, наочно демонструючи, що відбувається.

Оптичний проект SETI був запропонований Чарльзом Таунсом, лауреатом Нобелівської премії за роботи в області лазерів, в розрахунку на те, що інші цивілізації можуть використовувати лазери в якості космічних маяків. Існує кілька проектів, які шукають космічні спалаху лазерного світла за допомогою оптичних телескопів. Гарвардський університет використовує 1,80-метровий телескоп, щоб стежити за 2 500 зірками, подібними до Сонця. Група дослідників в Університеті Берклі, використовуючи 75-сантиметровий телескоп обсерваторії ім. Лейшнер, також буде спостерігатимуть 2 500 прилеглих зірок.

Одногектарний телескоп в Північній Каліфорнії. Таку назву він отримав тому, що буде мати розмір сторони 100 метрів. Цей винахідливий і дешевий проект об'єднає сигнали від 500 або більше антен комерційного супутникового телебачення. Завдяки об'єднанню сигналів від індивідуальних антен та вмілої їх обробці 1 HT буде здатний спостерігати 100 зірок одночасно в безлічі частот. У разі успіху до 1 HT приєднається «великий брат» з кілометрової стороною, теоретично здатний виявляти сигнали набагато слабші, ніж сучасні.

Людмила Князєва