Многие люди, глядя на просторы летнего ночного неба, задавались вопросом: «А есть ли там жизнь?» В Млечном Пути, который является всего лишь одной из 100 миллиардов галактик во Вселенной, известных на данный момент, насчитывается свыше 200 миллиардов звёзд. Наше понимание пространства меняется каждый день, а вместе с ним – и восприятие космоса. Если вы когда-нибудь задумывались над тем, что происходит в ночном небе, то знайте, что вы не одиноки в этом: существуют команды космологов, астрономов и физиков, которые стремятся разгадать тайны Вселенной. Этот список пестрит терминами, которые учёные и обычные люди используют при обсуждении вероятности существования внеземной жизни. Данная статья, посвящённая теориям, объясняющим, почему мы ещё не обнаружили инопланетную жизнь, и терминам, используемым учёными, которые активно ищут её, поможет вам бегло ознакомиться с нашими неустанными попытками обнаружить признаки внеземной жизни.
1. Парадокс Ферми
Энрико Ферми был итало-американским учёным, который родился в Риме на рубеже ХХ века. Блестящие знания Ферми, который считается выдающимся «архитектором ядерного века», нельзя переоценить. В возрасте 28 лет он стал членом Королевской академии Италии, самым молодым в её истории. В 1938 году он получил Нобелевскую премию по физике за вклад в открытие наведённой радиоактивности; он также принимал участие в проекте «Манхэттен». Тем не менее, его имя в большей степени ассоциируется с исследованиями внеземной жизни.
Парадокс Ферми – базовая концепция, суть которой заключается в следующем: если разумная внеземная жизнь существует, то почему мы до сих пор не столкнулись с ней? Его комментарий, сделанный во время обеда с коллегами, акцентировал внимание на фундаментальных понятиях внеземной жизни. Наша галактика насчитывает огромное количество звёзд, подобных Солнцу, и многим из них – миллиарды лет. Вокруг некоторых из этих звёзд, вероятно, вращаются планеты, пригодные для жизни. Более того, развитие жизни предполагает эволюцию разума и межзвёздные путешествия.
Ферми считал, что любая разумная цивилизация, обладающая адекватным желанием продвигаться вперёд и скромной жаждой завоеваний, уже давно дала бы о себе знать Млечному Пути. Почему же этого до сих пор не произошло? Наши данные о наблюдаемой Вселенной предполагают, что жизнь непременно должна в чём-либо проявляться. Вопрос о том, почему этого не происходит, стал одним из величайших парадоксов, диктующих наше понимание пространства.
2. Уравнение Дрейка
Фрэнк Дрейк – американский астроном и астрофизик, который разработал формулу с количественными переменными, определяющими присутствие внеземной жизни. Создание того, что впоследствии стало известно как «Уравнение Дрейка», было чистой случайностью. В 1961 году Дрейк должен был возглавить встречу астрономов-единомышленников в Национальной радиоастрономической обсерватории в Грин-Бэнке (штат Западная Виргиния), однако у него не было чётко структурированного плана мероприятия и повестки дня. За день до конференции он придумал формулу для определения вероятности существования разумной жизни в нашей галактике.
Эта формула выглядит следующим образом:
N = R x fp x ne x fl x fi x fc x L, где:
N = количество цивилизаций в нашей галактике, готовых к общению;
R = средняя скорость звездообразования;
fp = доля звёзд, обладающих планетами;
ne = среднее количество обитаемых планет на одну звезду;
fl = доля планет, условия которых являются благоприятными для зарождения жизни;
fi = доля планет, где развивается разумная жизнь;
fc = планеты с разумной жизнью, которые ищут возможность установить контакт;
L = время, в течение которого цивилизация существует, способна и хочет вступить в контакт.
Уравнение Дрейка полагается на несколько неизвестных переменных, однако оно дало астрономам толчок к обнаружению присутствия разумной жизни по всей нашей галактике. Более 50 лет учёные использовали уравнение Дрейка как основу для экстраполяции существования разумной внеземной жизни.
3. Гипотеза зоопарка
Поклонники «Звёздного пути» считают Первичную Директиву одним из ключевых этических принципов космоса. Проще говоря, Первичная Директива запрещает Звёздному флоту общаться или вмешиваться в развитие молодых цивилизаций во Вселенной. Это означает, что цивилизации в ранние годы развиваются без поддержки внешних сил.
Эта концепция инопланетной жизни была предложена в 1973 году радиоастрономом из Массачусетского технологического института Джоном Боллом; она получила название «Гипотеза зоопарка». Согласно данной гипотезе, инопланетные цивилизации, возможно, соблюдают пакт или договор, согласно которому они должны избегать слаборазвитых цивилизаций (подобно нашей), которые ещё не достигли уровня межпланетной связи. Существует несколько причин, объясняющих это избегание. Согласно одной из них, это делается ради нашего блага: мы должны органически развиваться как цивилизация без постороннего вмешательства. Проще говоря, «Гипотеза зоопарка» рассматривает человечество как часть галактического святилища, которое нельзя тревожить более продвинутым существам.
4. Великий фильтр
Концепция Великого фильтра была придумана профессором экономики Робином Хэнсоном. Если говорить вкратце, то она затрагивает Парадокс Ферми и прочие теории, объясняющие отсутствие связи между нами и внеземными существами. Великий фильтр, в зависимости от того, как его интерпретировать, может быть либо невероятно оптимистичным, либо мрачным и унылым.
Согласно данной идее, крайне маловероятно, чтобы хотя бы одно событие на временной шкале смогло привести к разумной жизни. Например, правильное взаимодействие между звездой и планетой является практически невозможным, что делает таким же последующее зарождение жизни. Также Великий фильтр может быть связан не с развитием жизни, а, скорее, с возникновением многоклеточной жизни. Это означает, что одноклеточные прокариотические организмы относительно широко распространены, а сложные эукариотические организмы развиваются редко. Предположительно, существует множество связанных с Великим фильтром событий, которые произошли с человечеством и поместили нас на правильную сторону судьбы. Это означает, что люди на Земле сделали почти невозможное, появившись на другой стороне чрезвычайно редкого галактического события.
Теперь что касается обратной стороны: мы можем находиться не на том конце Великого фильтра. Это означает, что мы развиваемся во Вселенной, что характерно для любой разумной жизни вроде нас, однако со временем цивилизации на нашем уровне развития или чуть выше его сталкиваются с сокрушительным событием, которое уничтожает их. Учитывая время, в котором мы живём (изменение климата и ядерное вооружение, среди прочих проблем), вполне возможно, что связанное с Великим фильтром событие ждёт нас впереди и что лишь «избранные» цивилизации окажутся на другой стороне.
5. Шкала Кардашёва
Шкала Кардашёва была разработана в 1964 году русским астрофизиком Николаем Кардашёвым. Она была предназначена для измерения энергетического потенциала разумных цивилизаций; полученные данные предполагалось использовать в качестве показателя их развития. Первоначальная шкала Кардашёва предлагала три типа цивилизаций:
Тип 1 – цивилизация способна использовать всю энергию, генерируемую родительской звездой на их родной планете, при этом поглощение и производство энергии на планете происходят в полной мере. Тип 2 – цивилизация способна использовать всю энергию, производимую звездой. Существует несколько довольно впечатляющих вариантов того, как это можно сделать; один из них – создание сферы Дайсона. Тип 3 – цивилизация контролирует выход энергии в масштабах целой галактики.
Другие учёные добавили цивилизация Типа 4 и Типа 5, которые обладают ещё более диковинными технологиями. Тип 4 – цивилизация практически способна использовать энергию, вырабатываемую всей Вселенной. Тип 5 – цивилизация может манипулировать Вселенной по своему желанию и является, по сути, богоподобной.
Вам наверняка интересно, где на этой шкале находится человечество. Ну, мы – на нуле или близко к нему. Астроном Карл Саган утверждает, что мы стоим на отметке 0,7, учитывая использование нами ископаемых видов топлива и других невозобновляемых источников энергии. Это означает, что у нас есть время, чтобы попасть в шкалу Кардашёва.
6. Теория о мультивселенной
Мы ненадолго выйдем за пределы не только нашей галактики, но и всей Вселенной. А всё потому, что любое обсуждение внеземной жизни нельзя считать полноценным без теории о мультивселенной. Согласно данной гипотезе, существует неограниченное количество мультивселенных. В некоторых случаях эти другие вселенные похожи на ту, где живём мы, однако небольшие изменения, связанные с вариациями в пространстве-времени, способны катализировать бесконечное число параллельных вселенных.
Космолог Александр Виленкин разработал концепцию мультивселенной под названием «Пузырьковые вселенные». В данном случае наша Вселенная экспоненциально раздувалась после Большого взрыва. Многие другие вселенные также раздувались, как воздушный шар, в то время как остальные перестали расти в какой-то момент. Это привело к возникновению «карманных» вселенных, отделённых друг от друга и развивающихся по новым законам физики.
Существует множество итераций теории о мультивселенной, каждая из которых обладает собственными физическими и метафизическими правилами. Излишне говорить, что это сложно постигнуть. Что касается внеземной жизни, просто имейте в виду: если мы понятия не имеем о том, какая жизнь существует в нашей Вселенной, то как мы можем знать, какая жизнь существует в других вселенных?!
7. Гипотеза эстивации
Эстивация относится к периоду неактивности животных, подобному спячке, когда уровень их метаболизма замедляется в ответ на высокие внешние температуры и недостаток воды. В период эстивации пища и прочие ресурсы могут быть доступны в ограниченном количестве, поэтому животные (например, крокодилы) предпочитают затаиться, чтобы не растрачивать энергию.
Применяемая на межзвёздном уровне, гипотеза эстивации утверждает, что ранее развившиеся во всей Вселенной разумные цивилизации ждут, пока она остынет, поскольку она по-прежнему остаётся относительно новой и горячей. Космические температуры в настоящее время очень высокие, что накладывает ограничения на функциональность и производительность. Подумайте об этом в следующем ключе: разумные существа не хотят, чтобы их суперкомпьютеры перегрелись, поэтому они ждут (миллиарды, а, может быть, и триллионы лет), пока Вселенная остынет и станет более гостеприимной и благоприятной для исследований и эксплуатации. Эта гипотеза даёт ответ на ранее рассмотренный парадокс Ферми. Где все? В спячке.
8. Проект SETI
Те, кто занимается поиском внеземного разума (Search for Extraterrestrial Intelligence – SETI), на протяжении более 50 лет терпеливо ждут сигналы от инопланетных существ. Любое обсуждение внеземной жизни в XXI веке было бы упущением без упоминания SETI. Итак, что же представляет собой проект SETI и как он развивается? Первые попытки поиска внеземного разума были предприняты весной 1960 года; их суть состояла в направлении сверхвысоких частот к звёздным системам (подобно нашей солнечной системе). Между тем, Советский Союз разрабатывал собственные стратегии поиска внеземного разума, включая создание всенаправленных антенн, предназначенных для исследования больших участков ночного неба на предмет энергии, сгенерированной гиперфутуристическими цивилизациями.
Современный международный стандарт исследований в рамках SETI подразумевает использование телескопов для фиксации частотных аберраций, которые пробиваются в нашу атмосферу. Таким образом, большая часть деятельности в рамках проекта SETI направлена на выявление «звуковых» признаков внеземной жизни. А как насчёт обнаружения инопланетян? Этим занимается программа METI (англ. Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence – послания внеземным цивилизациям), которая предпринимает прямые попытки установить контакт с отдалёнными жизненными формами.
9. Бутылочное горлышко Геи
В одном ряду с подходом «Великий фильтр» стоит концепция, которая называется «Бутылочное горлышко Геи». Четыре миллиарда лет назад Венера, Земля и Марс могли иметь все необходимые условия для развития жизни. Тем не менее, впоследствии Венера нагрелась экспоненциально, в то время как Марс остыл. Многие астрономы считают, что подобного рода сценарии довольно распространены во Вселенной, а это означает, что, возможно, существует множество планет, предлагающих оптимальные условия для зарождения жизни, однако эта жизнь не способна вовремя адаптироваться и стабилизироваться на планете, чтобы эволюционировать в сложные организмы. Причина – «бутылочное горлышко Геи» (Гея – богиня Земли в древнегреческой мифологии, а «бутылочное горлышко» – англоязычный термин, обозначающий «узкое место» в системе, замедляющее протекание в ней каких-либо процессов), появляющееся вскоре после развития простых организмов, которых во Вселенной может быть предостаточно.
Лишь некоторые из этих организмов (возможно, только мы) смогли прочистить «горлышко» и перестать быть прокариотами. Вполне возможно, что при исследовании далёких уголков Вселенной мы наткнёмся на бесчисленное множество окаменелых микробов – как доказательство того, что жизнь является широко распространённой в нашей Вселенной. А разумная жизнь – не настолько.
10. Принцип посредственности
Мы завершаем данный список относительно простым дополнением. Принцип посредственности предполагает, что вещь, случайным образом вытащенная из огромного набора предметов, скорее всего, будет одной из наиболее распространённых категорий в группе. Подумайте об этом в следующем ключе: в шляпе лежат десять бумажек. Девять из них – красные, и одна – зелёная. Но вы не знаете об этом. Вы вытягиваете красную бумажку. Применяя принцип посредственности, вы предполагаете, что, исходя из законов вероятности, ваша бумажка, должно быть, относится к общераспространённой группе.
Применительно к космологии, принцип посредственности используется, чтобы сказать, что Земля статистически, скорее всего, входит в группу большинства, а это значит, что таких планет, как наша, во Вселенной очень много. С другой стороны, согласно гипотезе редкой Земли, наша планета в действительности является той «зелёной бумажкой», выбранной случайным образом. Тем не менее, никто не знает, что является верным: принцип посредственности или гипотеза редкой Земли. И до тех пор, пока мы не обнаружим внеземную жизнь (или наоборот), это останется большой загадкой.