Насколько близко друг к другу могут находиться две инопланетные цивилизации — Naked Science
20 января
19 минут
Редакция
1

Насколько близко друг к другу могут находиться две инопланетные цивилизации

На Земле есть все необходимые условия для развития разумной жизни. Однако, если где-то около нас и есть другая развитая цивилизация, то находится она на расстоянии нескольких световых лет. Но это вовсе не означает, что такая ситуация — правило для Вселенной.

exoplanets-many-habitable-worlds1

Можно сказать, что здесь, на планете Земля, на орбите вокруг Солнца, мы — единственная разумная форма жизни. Есть вероятность, что в Солнечной системе существовала раньше или существует сейчас некая микробная форма жизни, но если говорить о сложной, дифференцированной и многоклеточной жизни, то обитатели нашей родной планеты более развиты, чем то, что мы можем найти в окрестностях нашей звезды. Если какую-то другую планету и населяют разумные существа, то они находятся по крайней мере в четырех световых годах от нас. Но все ли возможные разумные существа в Галактике живут в таких же условиях?

 

Для зарождения эволюции необходимо провести немало работы, но ее компоненты рассеяны буквально повсюду в космосе. Даже если искать только формы жизни, химически подобной нам, Вселенная полна всевозможных вероятностей.

 

Прежде всего необходимо образовать достаточно тяжелые элементы, чтобы сформировались каменистые планеты, органические молекулы и строительные блоки жизни. Ничего этого в новорожденной Вселенной не было. В результате Большого взрыва она почти полностью состояла из водорода и гелия; в ней не было углерода, кислорода, азота, фосфора, кальция, железа или любых других сложных элементов, необходимых для жизни. Для получения таковых необходимо, чтобы много поколений звезд прожили свои жизни, израсходовали свое топливо, погибли во взрывах сверхновых, а потом вновь созданные элементы были бы переработаны в следующих поколениях звезд. Чтобы образовались самые тяжелые элементы, многие из которых необходимы для жизненных процессов на Земле в огромных количествах, необходимы столкновения нейтронных звезд. И все это требует немало времени.

 

Туманность Омега, известная как М 17, — активная область звездообразования / © ESO/VST

 

Несмотря на то что Земля сформировалась более чем через девять миллиардов лет после Большого взрыва, Вселенной не нужно было ждать так долго, чтобы в ней зародилась жизнь. Существуют три звездных населения:

 

Население I: Звезды, подобные Солнцу, 1-2% элементов которых тяжелее водорода и гелия. В результате обработки этого материала образуются звездные системы, в которых есть как газовые гиганты, так и способные к поддержанию жизни каменистые планеты.

 

Население II: В основном более старые и чистые звезды. В них может быть всего 0,001-0,1% тяжелых элементов, а большинство их планет — газообразные миры, скорее всего, слишком примитивные и с чересчур низким содержанием тяжелых элементов для возникновения жизни.

 

Население III: Первые звезды во Вселенной, в которых вообще нет тяжелых элементов. Такие объекты пока что обнаружены не были, но теоретически это самые первые звезды из всех когда-либо появившихся.

 

При изучении самых ранних галактик при помощи самых мощных телескопов будет видно, что в них в основном присутствуют звезды населения II. Несколько ближе к нам находятся галактики, наполненные смесью старых и молодых звезд, богатых «металлами» и практически их не содержащих.

 

Самым любопытным случаем считается система Kepler-444. Это звезда населения I (и вокруг нее вращаются планеты), но она старше нашей системы. Тогда как Земля образовалась около 4,5 миллиарда лет назад, возраст Kepler-444 — 11,2 миллиарда лет. Следовательно, Вселенная вполне могла образовать мир, подобный нашему, очень рано — по крайней мере на семь миллиардов лет раньше появления нашей планеты. Учитывая эту возможность и тот факт, что области вроде центра Галактики образовали больше тяжелых элементов, чем наш регион, крайне быстро, вполне вероятно, что во Вселенной есть места (и вполне возможно, даже в Млечном Пути), более предрасположенные к появлению разумной жизни, чем система Солнце — Земля.

 

Молекулы сахара, окружающие молодую солнцеподобную звезду. Редкие ингредиенты для жизни могут существовать повсюду, но не каждая содержащая их планета разовьет жизнь / © ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/L. Calçada/NASA/JPL-Caltech/WISE Team

 

Итак, учитывая все известное нам на сегодня о том, где могут находиться звезды, в системах которых может зародиться жизнь, насколько близко две инопланетные цивилизации могут располагаться по отношению друг к другу? Где нам стоит их искать? И каков был бы ответ при иных обстоятельствах? Рассмотрим основные возможности.

 

Система TRAPPIST-1 в представлении художника на отражающей поверхности. Вероятность присутствия воды на каждой планете системы представлена инеем, каплями воды и паром. Однако неизвестно, есть ли в каком-либо из этих миров атмосфера, или же ее давно сдуло звездой. Одно можно сказать наверняка: потенциально обитаемые миры расположены очень близко друг к другу — на расстоянии около одного миллиона километров / © NASA/R. Hurt/T. Pyle

 

Та же звездная система

 

Без преувеличения можно сказать, что это настоящая мечта. Вероятно, что на ранних этапах существования Солнечной системы на Венере, Земле и Марсе (и, возможно, даже на Тее — гипотетической планете, столкнувшейся с Землей, в результате чего образовалась Луна) были одинаковые благоприятные для жизни условия. Скорее всего, их кора и атмосфера были полны ингредиентами для жизни и на них была жидкая вода. И Венера, и Марс при максимальном сближении с Землей подходят к ней на расстояния в десятки миллионов километров: Венера на 38 миллионов километров, а Марс — на 54 миллиона. Однако касательно звезды класса М (красный карлик) расстояния между планетами гораздо меньше — и составляют всего один миллион километров между потенциально обитаемыми планетами, например в системе TRAPPIST-1. В случае двойных планет это расстояние может быть еще меньше. Если жизнь преуспеет в подобных условиях, то почему бы ей не зародиться дважды практически в одном и том же месте?

 

Глобулярный кластер

 

Глобулярные кластеры — массивные скопления примерно из сотен тысяч звезд, находящихся в сфере радиусом в несколько десятков световых лет. Во внешних регионах звезды обычно располагаются на расстоянии одного светового года друг от друга, но во внутренних регионах самых плотных кластеров расстояния между звездами могут быть не более чем расстояние между Солнцем и поясом Койпера. Орбиты планет внутри этих звездных систем должны быть стабильны даже в таких условиях, а учитывая то, что науке известны глобулярные кластеры гораздо моложе системы Kepler-444, в них могут находиться хорошие кандидаты для жизни с подходящими для обитания условиями. Всего несколько сотен астрономических единиц — очень небольшое расстояние для двух цивилизаций.

 

Снимок галактического центра Млечного Пути в ближнем инфракрасном диапазоне с высоким разрешением. Благодаря тому, что длины волн ближнего красного диапазона пробиваются через плотную пыль между Землей и галактическим центром, можно увидеть эти сверхскопления, все звезды которых довольно молоды / © Gemini Observatory

 

Окрестности галактического центра

 

По мере приближения к центру галактики возрастает и звездная плотность (число звезд на один кубический парсек). В пределах нескольких световых лет от центра эта плотность очень высока — настолько, что может потягаться с ядрами глобулярных кластеров. В некотором смысле галактический центр представляет собой куда более плотную среду с ее огромными черными дырами, невероятно массивными звездами и новыми звездообразующими кластерами — всего этого в глобулярных кластерах нет. Однако, если посмотреть на центр Млечного Пути, окажется, что большинство звезд, находящихся там, относительно молоды. Возможно, это объясняется изменчивостью той среды и суровыми условиями существования (черные дыры запросто разрывают звезд-компаньонов), но звезды там редко достигают даже миллиарда лет. Несмотря на повышенную плотность, у этих звезд вряд ли есть развитые цивилизации. Они попросту не успевают просуществовать достаточно долго для этого.

 

Плотный звездный кластер в спиральном рукаве

 

Что насчет звездных кластеров, формирующихся в галактической плоскости? Спиральные рукава плотнее типичных областей галактики, в которых чаще всего образуются новые звезды. В звездные кластерах, сохранившихся с тех времен, часто находятся тысячи звезд в области диаметром всего в несколько световых лет. Но, опять же, звезды ненадолго задерживаются в такой среде. Типичный открытый звездный кластер распадается примерно через несколько сотен миллионов лет, и только небольшая часть таких объектов сохраняется на протяжении миллиардов лет. Звезды постоянно движутся внутрь спиральных рукавов и из них (это относится и к Солнцу). Хотя расстояния между звездами в таких кластерах могут быть от 0,1 до одного светового года, их вряд ли можно считать подходящими кандидатами для жизни.

 

Логарифмическая диаграмма расстояний, показывающая для сравнения аппарат «Вояджер-1», Солнечную систему и ближайшую к ней звезду / © NASA/JPL-Caltech

 

Межзвездное пространство

 

Обратим внимание на то, что мы видим в наших окрестностях: расстояния, обычно составляющие несколько световых лет. При приближении к центру Галактики это расстояние может сократиться вплоть до 0,1 светового года, как в открытых кластерах. Но если сократить расстояния еще сильнее, то появляются те же проблемы, что и в галактическом центре: столкновения, взаимодействия и прочие катастрофы, которые, скорее всего, разрушат стабильную среду. Конечно, иногда расстояния бывают меньше, но типичное межзвездное пространство для этого вряд ли подойдет. Лучший вариант в таком случае — дождаться, пока поблизости не пролетит другая звезда, а это происходит примерно один раз в миллион лет в случае типичных звезд.

 

Хотя никто не ожидает, что разумная инопланетная жизнь будет встречаться повсюду во Вселенной, как планеты и звезды, тем не менее каждый мир с подходящими условиями — это шанс для жизни. Конечно, нам еще предстоит добраться даже до ближайшей системы — проксимы Центавра, что в четырех световых годах от Земли — при помощи зондов программы Breakthrough Starshot или чего-то другого, но шанс на обнаружение жизни по соседству с нашей звездной системой есть, пусть и невелик. И только прилетев туда, мы сможем наверняка сказать, есть там что-то или нет.

 

Вчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

Позавчера, 11:52
4 минуты
Сергей Васильев

В янтаре сохранились не только перья динозавров, но и пившие их кровь насекомые мелового периода.

Вчера, 13:51
23 минуты
Александр Березин

Спутниковые снимки показывают: отказ от пахоты в Штатах ведет к росту урожайности при снижении затрат. Россия, где был создан этот метод, сегодня его почти не применяет. Разбираемся, почему так получилось и чем он лучше традиционной вспашки.

Вчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

7 декабря
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Вчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

Sergey Sergin
20.01.2019
-
0
+
От «глобулярных кластеров» кровь пошла из глаз. Ребяты, вы там вообще ополоумели в край? «Шаровые скопления» уже не в моде? Зачем вообще переводить, если вместо перевода - калька с буржуйского?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: