Пять возрастов Вселенной - Фред Адамс

Чтобы оценить число звезд в Галактике, пригодных для жизни, можно взять в качестве примера Землю и потребовать, чтобы звезды жили, по меньшей мере, 4,5 миллиарда лет, что позволяет развитие разумных существ. Поскольку звезды должны жить относительно долго, они должны быть относительно маленькими. По этим сдерживающим меркам, самая большая звезда, способная прожить достаточно долго, содержит 1,15 солнечных масс. Кроме того, у звезды не должно быть пары, способной разорвать обитаемую орбиту. Вышеописанные требования не являются особо ограничивающими. Наша Галактика содержит около десяти миллионов подходящих звезд, а во всей Вселенной (в настоящем объеме ее горизонта) их насчитывается почти десять миллиардов триллионов (1022).

Далее, нужно определить процент пригодных для жизни звезд, у которых действительно имеются планетарные системы. До совсем недавнего времени этот процент был практически неизвестен, хотя обычно считалось, что это достаточно существенная величина. В последние несколько лет было определено число планетарных систем, находящихся за пределами нашей Солнечной системы. Столь быстрое открытие говорит о том, что планетарные системы — это естественный и обычный исход процесса образования звезды. По мере того как за пределами Солнечной системы открывают все новые и новые планеты, доля звезд, имеющих планеты, приближается к единице.

При этом лишь некоторая часть подходящих звезд с планетарными системами имеет на своей орбите планету земного типа, способную поддержать жизнь. И хотя на данном этапе рассуждения появляется неопределенность, согласно нашим настоящим теориям образования планет эта часть довольно велика. Образование планет земного типа не отличается сложностью. В нашей собственной Солнечной системе содержится четыре таких планеты. Смутно похожие на Землю планеты были обнаружены на орбитах нейтронных звезд. Каждую из планет-гигантов нашей Солнечной системы — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — сопровождает свита каменных лун, которые предположительно образовались в ходе процесса, аналогичного образованию планет, похожих на Землю. Принимая во внимание легкость образования каменистых планет, простая, но неумолимая статистика гласит, что на обитаемых орбитах должна иметься значительная их доля. Учитывая ограничивающее требование относительно диапазона, в который должен входить радиус обитаемой планеты, можно сказать, что подобные Земле планеты на пригодных для жизни орбитах имеются у одного процента подходящих для этого звезд.

Однако в отношении доли подобных Земле планет, на которых действительно возникает жизнь, имеющиеся оценки сильно разнятся. Один выдающийся астроном, сэр Фред Хойл, предположил, что шансы на это равны всего одному из 1040000. На противоположном конце спектра — более оптимистично настроенные ученые мужи дерзнули назвать вероятность один к одному. При столь различных оценках нам отчаянно нужны фактические данные. Самым впечатляющим свидетельством, потенциально относящимся к данному вопросу, является недавно выполненный анализ марсианского метеорита, на котором могли оказаться простейшие марсианские формы жизни. После того как этот кусок Марса был оторван от красной планеты из-за столкновения с метеоритом, он в течение многих лет летел через межпланетное пространство и, в конце концов, упал на Землю. Однако ученые так и не пришли к единому мнению относительно того, свидетельствует ли этот метеорит о том, что на Марсе есть жизнь. Каждое имеющееся на этом метеорите свидетельство в пользу существования жизни на Марсе может иметь также другое объяснение, никак не связанное с биологией. Более того, жизнь могла появиться в нашей Солнечной системе лишь однажды (на Марсе или на Земле) и потом распространиться во все возможные пригодные для нее области, расположенные по соседству. Возможен и такой вариант: жизнь возникла вообще за пределами Солнечной системы, как предположил Хойл. Согласно этому сценарию, который носит название панспермии, жизнь в наш мир принесла пролетающая мимо комета или астероид.

У нас есть неплохой шанс за время нашей жизни добиться успехов в решении этого жизненно важного вопроса. Если будущие миссии, отправленные на Марс, в конечном итоге, покажут, что на его теперь пустующей поверхности когда-то процветала жизнь, мы сможем определить, имеет ли марсианская биология то же происхождение, что и жизнь на Земле. Интересно было бы также опустить щуп под ледяную корку, покрывающую Европу, одну из лун Юпитера, и в жидкий океан, существующий под ней. Согласно современным научным представлениям воды океана нагреваются теплом приливов и могут поддерживать некоторую разновидность жизни. Открытие независимо развившейся жизни на Марсе или на Европе означало бы, что жизнь является вероятным исходом на любой пригодной для жизни планете. Однако если эти внеземные миры окажутся стерильными, этот вопрос, скорее всего, останется без ответа на протяжении еще долгого времени.

Кроме того, нужно провести границу между похожими на Землю планетами, на которых развиваются только простейшие формы жизни, и планетами, на которых развивается разумная жизнь, способная к межзвездному общению. Разумные виды могут появиться лишь на некоторой доле всех планет, поддерживающих жизнь вообще, и только некоторая часть этих разумных видов сможет поддержать межзвездное общение. Поскольку на Земле развитие от одноклеточных форм жизни до многоклеточных потребовало столь длинного промежутка времени, значит, на этой ранней стадии, вероятно, существует какое-то препятствие. С другой стороны, нет никаких указаний на то, что неизменное увеличение сложности одноклеточных организмов неизбежно приводит к многоклеточным формам жизни. Например, представители фауны Эдиакары вполне могли быть независимыми многоклеточными предшественниками, тогда как современные растения, животные и водоросли появились независимо от одноклеточных предков. Совокупность этих открытий весьма красноречиво свидетельствует в пользу гипотезы неизбежности.

Заключительной составляющей является время жизни развитой внеземной цивилизации в сравнении с временем жизни их родительской звезды. Для нашей Земли этот коэффициент в настоящее время очень мал. Хотя Земле уже 4,6 миллиардов лет, наша цивилизация посылает радиосигналы в космическое пространство на протяжении только одного века. Однако, в принципе, наше межзвездное общение может продолжиться и в далеком будущем. Согласно самому оптимистичному сценарию Земля может посылать радиосигналы до тех пор, пока Солнце не превратится в красного гиганта и не стерилизует наш мир. В этом случае Земля будет маяком межзвездного общения на протяжении приблизительно половины всей своей жизни.

Как же нам устранить из этого обсуждения все неопределенности? Наше знание в отношении астрономических составляющих быстро становится более полным. Мы с определенной долей уверенности можем сказать, что Галактика содержит около одного миллиарда пригодных для жизни планет. Однако какая часть этих гипотетических планет содержит разумную жизнь, способную к межзвездному общению, — вопрос, относящийся, скорее, к области буйных предположений, нежели обоснованных мнений. Одной из самых больших неясностей является число пригодных для жизни планет, на которых действительно зарождается хоть какая-то жизнь. История жизни на Земле говорит о том, что, как только начинается эволюция жизни, возникает определенная вероятность развития сложности, разума и даже технологии. Рискуя задним числом показаться безнадежно наивными, мы предполагаем, что жизнь возникает приблизительно на одной из десяти тысяч пригодных для этого планет. Складывая остающиеся факторы и допуская (хотя и не имея для этого достаточных оснований), что цивилизации, создавшие технологию, не уничтожат сами себя, мы полагаем, что всего в нашей Галактике около тысячи цивилизаций. Если эти цивилизации разбросаны в пределах галактического диска случайным образом, типичное расстояние между соседними цивилизациями составляет около трех тысяч световых лет.

Несмотря на то, что, согласно этой оптимистической оценке, Галактика может содержать достаточно большое число разумных сообществ, вероятность того, что мы скоро вступим с ними в контакт, остается крайне малой. Огромные расстояния, разделяющие звезды, обусловливают глубочайшую изоляцию этих сообществ. Предположим, что ближайшая разумная цивилизация находится от нас на расстоянии трех тысяч световых лет. Для сравнения, современная перепись ближайших звезд полностью включает только те звезды, которые расположены на расстоянии пятнадцати световых лет; астрономы постоянно обнаруживают новые — ранее неизвестные — красные карлики на удивительно близких расстояниях: от пятнадцати до тридцати световых лет. В пределах же трех тысяч световых лет — типичном расстоянии до внеземной цивилизации — от нас сокрыты миллионы звезд, которые еще только предстоит обнаружить. Соседняя инопланетная цивилизация вполне может посылать сигналы, содержащие столько же энергии, сколько излучает целая звезда, и, несмотря на это, оставаться совершенно незаметной. Безусловно, требования к энергии для межзвездного общения значительно уменьшаются, если рассматриваемая цивилизация использует направленный сигнал, посылаемый в четко определенном направлении. Недостаток такой стратегии состоит в том, что в этом случае в зону распространения сигнала попадает лишь небольшая часть неба. Так что итог не особенно хорош. Даже несмотря на то, что в нашей Галактике, в принципе, может существовать тысяча цивилизаций, для установления контакта с ними необходима изрядная доля везения.