Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной - Калеб Шарф

Иначе говоря, если бы люди появились на сто тысяч лет раньше или позже и если бы человечество все равно породило своего Кеплера, который изучал бы таблицы движения планет, составленные каким-нибудь Браге, его задача могла бы стать гораздо труднее или гораздо легче. Если бы на момент, когда Браге делал свои наблюдения, орбита Марса была почти круглой, она не подсказала бы Кеплеру, какова общая закономерность движения планет. А если бы она была более эллиптической, Кеплера, возможно, опередили бы.

Однако, как мы уже выяснили, подобное поведение орбит – изменения формы, наклона и прочих параметров со временем – тесно связано с общей архитектурой Солнечной системы и ее историей. Орбита и ориентация вращения Земли тоже медленно, понемногу меняется. Все эти изменения конфигурации совокупно, судя по всему, связаны с долгосрочными изменениями климата Земли, в том числе с ледниковыми периодами, которые повторяются каждые 100 000 лет. Вероятно – и весьма примечательно! – что в те моменты в истории, когда орбитальные параметры Марса позволяли бы легко измерить эллиптичность его орбиты, температурные условия на Земле были неблагоприятны для биологических видов вроде людей.

Есть и другие колебания физических условий на обитаемой планете, которые способны радикально изменить наше восприятие Вселенной. Если бы наша атмосфера была замутнена водным конденсатом или вязкой дымкой, которую порождает фотохимия органических молекул вроде метана, мы бы никогда не смогли сделать точных наблюдений никаких небесных тел, кроме Солнца и Луны. И вполне возможно, что на Земле бывали периоды, когда на протяжении тысячелетий нам не давала наблюдать за небесами всего-навсего плохая погода – если мы тогда вообще существовали.

А галактическое окружение планетной системы влияет на ее мировоззрение еще сильнее. Мы знаем, что Солнце и его планеты совершают орбитальный цикл вокруг Млечного Пути примерно за 230 миллионов лет. Однако эта орбита – не идеальный круг и даже не эллипс, поскольку сама Галактика представляет собой ландшафт из колеблющихся конгломератов массы и сложных гравитационных полей. Более того, в Галактике нет ничего стабильного, все ее компоненты вращаются и дрейфуют в исполинском трехмерном танце.

В результате наша Солнечная система, как и миллиарды других, неизбежно попадает в участки межзвездного пространства[202], где молекулярный газ и микроскопическая пыль плотнее. Каждый такой участок она проходит за десятки, а то и за сотни тысяч лет. Пусть они встречаются лишь раз в несколько сотен миллионов лет, но если бы цивилизация современных людей возникла именно в такой момент, мы бы не видели ничего, кроме ближайших звезд, и уж точно не имели бы представления о своей Галактике или о космосе за ее пределами.

Однако давайте разберемся, могли бы мы все равно возникнуть в настолько иных обстоятельствах. Вдруг более изменчивые орбиты планетной системы, плохая погода или межзвездные облака как-то мешают возникновению жизни? Подобные явления могут быть очень некстати – они создают неблагоприятные условия на поверхности планеты. Так что есть вероятность, что требования к условиям планеты, способной породить разумную жизнь вроде нашей, предполагают и то, что разум и чувства подобных существ должны получить в свое распоряжение своего рода космическое табло, общедоступное окно во Вселенную. Если вам кажется, что вы где-то это уже слышали, то дело в том, что таков и антропный принцип – наблюдатель увидит именно те, а не иные условия, поскольку именно такие условия необходимы, чтобы наблюдатель вообще существовал. Однако в таком случае и сама идея гораздо уже, и вывод из нее, вероятно, следует более прямолинейный.

Эти вопросы возвращают нас к деликатным отношениям самой жизни и условий на планете – и вечному больному вопросу о том, насколько редка или распространена в космических масштабах жизнь, подобная земной. Биологи обычно разделяют этот вопрос на два и рассматривают отдельно «простую» жизнь, а отдельно – «сложную». Некоторые ученые предпочитают объединять ту и другую под словом «жизнь». Однако «простая» и «сложная», строго говоря, разделяются там, где проходит граница между бактериями и археями с одной стороны и эукариотами с другой – об этих трех доменах жизни на Земле мы уже беседовали. «Сложная» жизнь – это эукариоты, поскольку их клетки «сложнее», крупнее, чем у бактерий и архей, содержат больше структур, и структуры эти сложнее сами по себе. А главное – свои ДНК они держат тщательно и надежно укутанными в маленькие мешочки из мембраны: в ядра клеток. Мы считаем, что подобные сложные формы клеток возникли позднее «простейших» бактерий и архей, а без них по планете не ходили бы существа вроде нас с вами.

То, что организмы бывают простые и сложные, подтверждает гипотезу, которая возникала несколько раз в разных обличьях, и помогает ответить на вопрос о частотности жизни во Вселенной. Эту гипотезу называют «гипотезой уникальной Земли»[203]. Ее с тем же основанием можно назвать «гипотезой уникальности сложной жизни», поскольку она исходит из предположения, что сложноклеточная жизнь, вероятно, в масштабах Вселенной – явление крайне незаурядное. А следовательно, мыслящие и технологически ориентированные существа тоже встречаются очень редко. Предположение о редкости сложноклеточной жизни – идея немаловажная, ее следует обдумать, однако прежде я напомню вам, о чем упоминал еще в первой главе: мне не кажется, что идеи уникальности Земли достаточно обоснованны. И я объясню, почему, дайте только срок.

Основа гипотезы уникальной Земли состоит в том, что для возникновения сложноклеточной, а затем и разумной жизни годится лишь вполне конкретная последовательность событий при формировании планетных систем, самих планет и их свойств. А вот простой жизни, например, микробам, питающиеся скальными породами, возникнуть гораздо проще. Чтобы это обосновать, можно опереться на широчайший диапазон наших познаний об истории Земли и обстоятельствах ее существования. Возьмем, к примеру, воду. Это простая молекула из двух атомов водорода и одного атома кислорода – жизненно необходимый биохимический растворитель и центральный компонент геофизических механизмов на Земле. Однако количество воды на планете и то, достаточно ли ее на поверхности в жидком виде, где сложная жизнь может пользоваться ею в свое удовольствие, зависит от множества вполне конкретных событий и ситуаций. Можно утверждать, что присутствие воды на Земле связано с конфигурацией астероидов, комет и гигантских планет в Солнечной системе, а также с эволюцией орбиты Земли в настоящем и в прошлом. Кроме того, сложная жизнь, скорее всего, лучше развивается при наличии сильного защитного магнитного поля планеты, которое, в свою очередь, связано с тем, как формировалась система Земли и Луны, а может быть, и каким-то образом зависит от приливной тяги Луны. Без относительно большого спутника у Земли были бы более сильные колебания оси, а следовательно, и сильные перемены климата, которые сказались бы на сложной жизни сильнее, чем на стойких микробах. А развитие состава земной атмосферы и океанической химии со временем, несомненно, связано с различными причудами геофизики, причем некоторые из них восходят еще к досолнечным, протопланетным временам, к эпохе жара от радиоизотопов, получившихся в результате взрывов близких сверхновых и замешавшихся в сгущавшуюся массу. И вообще без тектоники материковых плит, которая отчасти зависит от внутреннего жара Земли, химическая и топографическая обстановка на поверхности планеты и взаимообмен между континентами, морским дном и океаном были бы совсем иными. И т. д.

Если наложить все эти факторы на хронологическую шкалу развития биологических видов в последние 4 миллиарда лет, развитие жизни станет похоже на шаткий карточный домик. Стоит изменить одну-единственную мелочь там или здесь – и очень может быть, что непоправимо нарушится цепочка событий[204], которая привела к возникновению сложной жизни и существ, подобных нам (не менее опасный путь, только в ином масштабе, прошли наши непосредственные предки, когда разбрелись по свету из Африки примерно сто тысяч лет назад).

В этом-то и суть аргументации «гипотезы уникальной Земли»: возникновение сложной и разумной жизни здесь, на Земле, сильно зависело от некоторых вышеупомянутых факторов, а возможно, и от всех. Более того, других рабочих гипотез, мягко говоря, мало. Если она верна, значит, жизнь, хоть сколько-нибудь похожая на нас, может обретаться лишь на близнецах Земли. Иначе говоря, даже в космосе, полном планет, сложная жизнь, вероятно, явление крайне необычное.

Предполагаемая редкость условий на нашей планете и ее истории, вероятно, даже не главный довод в пользу гипотезы уникальной Земли. Некоторые ученые на основании исключительно биологических аргументов доказывают, что возникновение сложных организмов маловероятно где бы то ни было, поскольку определенные важнейшие детали молекулярных механизмов могут оказаться на нужных местах в нужное время лишь благодаря весьма специфической цепочке событий. Из этого опять же следует, что сложная жизнь во Вселенной, похоже, встречается очень редко и что для того, чтобы она вообще возникла, нужны совершенно особые обстоятельства.