Есть ли еще где-нибудь жизнь. Есть ли жизнь во вселенной. Другие биохимические варианты

Нет ничего более волнующего, чем поиски жизни и разума во Вселенной. Уникальность земной биосферы и человеческого интеллекта бросает вызов нашей веры в единство природы. Человек не успокоится, пока не разгадает загадку своего происхождения. На этом пути необходимо пройти три важные ступени: узнать тайну рождения Вселенной, решить проблему происхождения жизни и понять природу разума.

Изучением Вселенной, её происхождения и эволюции занимаются астрономы и физики. Исследованием живых существ и разума заняты биологи и психологи. А происхождение жизни волнует всех: астрономов, физиков, биологов, химиков. К сожалению нам знакома только одна форма жизни - белковая и только одно место во Вселенной, где эта жизнь существует, - планета Земля. А уникальные явления, как известно, с трудом поддаются научному исследованию. Вот если бы удалось обнаружить другие населённые планеты, тогда загадка жизни была бы решена гораздо быстрее. А если бы на этих планетах нашлись бы разумные существа… Дух захватывает, стоит только представить себе первый диалог с братьями по разуму.

Но каковы реальные перспективы такой встречи? Где в космосе можно найти подходящие для жизни места? Может ли жизнь зародиться в межзвёздном пространстве, или для этого необходима поверхность планет? Как связаться с другими разумными существами? Вопросов много…

Поиски жизни в солнечной системе

ЛУНА - единственное небесное тело, где смогли побывать земляне и грунт которого подробно исследован в лаборатории. Никаких следов органической жизни на Луне не найдено.

Дело в том, что Луна не имеет и никогда не имела атмосферы: её слабое поле тяготения не может удерживать газ вблизи поверхности. По этой же причине на Луне нет океанов - они бы испарились. Не прикрытая атмосферой поверхность Луны днём нагревается до 130 °С, а ночью остывает до –170 °С. К тому же на лунную поверхность беспрепятственно проникают губительные для жизни ультрафиолетовые и рентгеновские лучи Солнца, от которых Землю защищает атмосфера. В общем, на поверхности Луны для жизни условий нет. Правда, под верхним слоем грунта, уже на глубине 1 м, колебания температуры почти не ощущаются: там постоянно около –40 °С. Но всё равно в таких условиях жизнь, вероятно, не может зародиться.

На ближайшей к Солнцу маленькой планете МЕРКУРИЙ ещё не побывали ни космонавты, ни автоматические станции. Но люди кое-что знают о ней благодаря исследованиям с Земли и с пролетавшего вблизи Меркурия американского аппарата «Маринер–10» (1974 и 1975 гг.). Условия там ещё хуже, чем на Луне. Атмосферы нет, а температура поверхности меняется от –170 до 450 °С. Под грунтом температура в среднем составляет около 80 °С, причём с глубиной она, естественно, возрастает.

ВЕНЕРУ в недавнем прошлом астрономы считали почти точной копией молодой Земли. Строились догадки, что скрывается под её облачным слоем: тёплые океаны, папоротники, динозавры? Увы, из-за близости к Солнцу Венера совсем не похожа на Землю: давление атмосферы у поверхности этой планеты в 90 раз больше земного, а температура и днём, и ночью около 460 °С. Ходя на Венеру опустилось несколько автоматических зондов, поиском жизни они не занимались: трудно представить себе жизнь в таких условиях. Над поверхностью Венеры уже не так жарко: на высоте 55 км давление и температура такие же, как на Земле. Но атмосфера Венеры состоит из углекислого газа, к тому же в ней плавают облака из серной кислоты. Словом, тоже не лучшее место для жизни.

МАРС не без оснований считался пригодной для жизни планетой. Хотя климат там очень суровый (летним днём температура составляет около 0 °С, ночью –80 °С, а зимой доходит до –120 °С), но всё же это не безнадёжно плохо для жизни: существует же она в Антарктиде и на вершинах Гималаев. Однако на Марсе есть ещё одна проблема - крайне разряжённая атмосфера, в 100 раз менее плотная, чем на Земле. Она не спасает поверхность Марса от губительных ультрафиолетовых лучей Солнца и не позволяет воде находиться в жидком состоянии. На Марсе вода может существовать только в виде пара и льда. И она действительно там есть, во всяком случае в полярных шапках планеты. Поэтому с большим нетерпением все ждали результатов поисков марсианской жизни, предпринятых сразу же после первой удачной посадки на Марс в 1976 г. автоматических станций «Викинг–1 и –2». Но они всех разочаровали: жизнь не была обнаружена. Правда это был лишь первый эксперимент. Поиски продолжаются.

ПЛАНЕТЫ-ГИГАНТЫ. Климат Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна совершенно не соответствует нашим представлениям о комфорте: очень холодно, ужасный газовый состав (метан, аммиак, водород и т. д.), практически нет твёрдой поверхности - лишь плотная атмосфера и океан жидких газов. Всё это очень непохоже на Землю. Однако в эпоху зарождения жизни и Земля была совсем не такой, как сейчас. Её атмосфера скорее напоминала венерианскую и юпитерианскую, разве что была теплее. Поэтому в ближайшее время непременно будет осуществлён поиск органических соединений в атмосфере планет-гигантов.

СПУТНИКИ ПЛАНЕТ И КОМЕТЫ. «Семейство» спутников, астероидов и ядер комет очень разнообразно по своему составу. В него, с одной стороны, входит огромный спутник Сатурна Титан с плотной азотной атмосферой, а с другой - мелкие ледяные глыбы кометных ядер, большую часть времени проводящие на далёкой периферии Солнечной системы. Серьёзной надежды обнаружить жизнь на этих телах не было никогда, хотя исследование на них органических соединений как предшественников жизни представляет особый интерес. В последнее время внимание экзобиологов (специалистов по внеземной жизни) привлекает спутник Юпитера Европа. Под ледяной корой этого спутника должен быть океан жидкой воды. А где вода - там жизнь.

В упавших на землю метеоритах иногда обнаруживают сложные органические молекулы. Сначала было подозрение, что они попадают в метеориты из земной почвы, но теперь их внеземное происхождение вполне надёжно доказано. Например, упавший в Австралии в 1972 г. метеорит Мерчисон был подобран уже на следующее утро. В его веществе нашли 16 аминокислот - основных строительных блоков животных и растительных белков, причём лишь 5 из них присутствуют в земных организмах, а остальные 11 на Земле редки. К тому же среди аминокислот метеорита Мерчисон в равных долях присутствуют левые и правые молекулы (зеркально симметричные друг другу), тогда как в земных организмах - в основном левые. Кроме того в молекулах метеорита изотопы углерода 12С и 13С представлены в иной пропорции, чем на Земле. Это, бесспорно, доказывает, что аминокислоты, а также гуанин и аденин - составные части молекул ДНК и РНК, могут самостоятельно формироваться в космосе.

Итак, пока в Солнечной системе нигде кроме Земли, жизнь не обнаружена. Учёные не питают на этот счёт больших надежд; скорее всего Земля окажется единственной живой планетой. Например, климат Марса в прошлом был более мягким, чем сейчас. Жизнь могла там зародиться и продвинуться до определённой ступени. Есть подозрение, что среди попавших на Землю метеоритов некоторые являются древними осколками Марса; в одном из них обнаружены странные следы, возможно принадлежащие бактериям. Это ещё предварительные результаты, но даже они привлекают интерес к Марсу.

Условия для жизни в космосе

В космосе мы встречаем широкий спектр физических условий: температура вещества меняется от 3-5 К до 107-108 К, а плотность - от 10-22 до 1018 кг/см3. Среди столь большого разнообразия нередко удаётся обнаружить места (например, межзвёздные облака), где один из физических параметров с точки зрения земной биологии благоприятствует развитию жизни. Но лишь на планетах могут совпасть все параметры, необходимые для жизни.

ПЛАНЕТЫ ВБЛИЗИ ЗВЁЗД. Планеты должны быть не меньше Марса, чтобы удержать у своей поверхности воздух и пары воды, но и не такими огромными, как Юпитер и Сатурн, протяжённая атмосфера которых не пропускает солнечные лучи к поверхности. Одним словом, планеты типа Земли, Венеры, возможно, Нептуна и Урана при благоприятных обстоятельствах могут стать колыбелью жизни. А обстоятельства эти довольно очевидны: стабильное излучение звезды; определённое расстояние от планеты до светила, обеспечивающее комфортную для жизни температуру; круговая форма орбиты планеты, возможная лишь в окрестностях уединённой звезды (т. е. одиночной или компонента очень широкой двойной системы). Это главное. Часто ли в космосе встречается совокупность подобных условий?

Одиночных звёзд довольно много - около половины звёзд Галактики. Из них около 10% сходны с Солнцем по температуре и светимости. Правда, далеко не все они также спокойны, как наша звезда, но приблизительно каждая десятая похожа на Солнце и в этом отношении. Наблюдения последних лет показали, что планетные системы, вероятно, формируются у значительной части звёзд умеренной массы. Таким образом, Солнце с его планетной системой должны напоминать около 1% звёзд Галактики, что не так уж мало - миллиарды звёзд.

ЗАРОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ НА ПЛАНЕТАХ. В конце 50-х гг. XX столетия американские биофизики Стэнли Миллер, Хуан Оро, Лесли Оргел в лабораторных условиях имитировали первичную атмосферу планет (водород, метан, аммиак, сероводород, вода). Колбы с газовой смесью они освещали ультрафиолетовыми лучами и возбуждали искровыми разрядами (на молодых планетах активная вулканическая деятельность должна сопровождаться сильными грозами). В результате из простейших веществ очень быстро формировались любопытные соединения, например 12 из 20 аминокислот, образующих все белки земных организмов, и 4 из 5 оснований, образующих молекулы РНК и ДНК. Разумеется, это лишь самые элементарные «кирпичики», из которых по очень сложным правилам построены земные организмы. До сих пор непонятно, как эти правила были выработаны и закреплены природой в молекулах РНК и ДНК.

ЗОНЫ ЖИЗНИ. Биологи не видят иной основы для жизни, кроме органических молекул - биополимеров. Если для некоторых из них, например молекулы ДНК, важнейшей является последовательность звеньев-мономеров, то для большинства других молекул - белков и в особенности ферментов - важнейшей является их пространственная форма, которая очень чувствительна к окружающей температуре. Стоит повыситься температуре, как белок денатурируется - теряет свою пространственную конфигурацию, а вместе с ней и биологические свойства. У земных организмов это происходит при температуре около 60 °С. При 100-120 °С разрушаются практически все земные формы жизни. К тому же универсальный растворитель - вода - при таких условиях превращается в атмосфере Земли в пар, а при температуре менее 0 °С - в лёд. Следовательно, можно считать, что благоприятный для возникновения диапазон температур - 0-100 °С.

Гость программы "Космическая среда" - Георгий Манагадзе, заведующий лабораторией активной диагностики Института космических исследований РАН, профессор, действительный член Международной академии астронавтики.

Ведущая программы - Мария Кулаковская.

Поиски жизни в космосе

Кирпичики мироздания находят в Галактике чуть ли не каждый год, от простого метана до сложных органических соединений. За полвека космической эры в межзвездном пространстве и окружающих звезды газовых и пылевых дисках было открыто 140 видов молекул, в том числе, этиловый спирт, формальдегид и муравьиная кислота. Как именно из мельчайших частиц в космосе образовались живые клетки, до последнего времени ученым было не понятно.

Говорит Владимир Сурдин, старший научный сотрудник Астрономического института МГУ имени Штернберга: "Попробуйте понять, как за сто миллионов лет из ничего, из простых инертных веществ, получились такие сложные РНК, ДНК и прочие белки, которые обеспечивают нашу сегодняшнюю жизнь".

Недавно команда российских ученых из Института космических исследований доказала: синтез органических молекул в космосе может происходить при столкновении мельчайших частиц материи на сверхвысоких скоростях, до тысячи километров в секунду. Таким способом могут рождаться аминокислоты, молекулы, из которых состоят белки, основа земной жизни.

Сегодня экспедиции по поиску внеземной жизни готовятся к отправке на спутник Юпитера - Европу. Космические аппараты международного проекта "Лаплас" возьмут пробы реликтового грунта и определят, возможна ли органическая жизнь вне Земли.

Рассказывает Елена Воробьева, старший научный сотрудник МГУ: "Если мы найдем жизнь на каких-то планетных телах, то это действительно может означать, либо жизнь может возникать многократно, либо жизнь имеет какой-то единый источник, но может переноситься в космосе. Какие формы может принимать жизнь? Действительно ли биологическая жизнь, известная нам, на основе углерода? Или же надо искать какие-то подобия, но отличные от земной формы жизни? И такие задачи тоже теоретически прорабатываются".

Спутники планет особенно интересны ученым, поскольку в процессе эволюции они сохранились в первородном состоянии.

Рассказывает Владимир Сурдин, старший научный сотрудник Астрономического института МГУ имени Штернберга: "Европа - второй от Юпитера спутник - весь покрыт толстым слоем льда. Чем-то он напоминает нашу Антарктиду, может быть, даже очень сильно напоминает, потому что под этим ледяным панцирем на Европе целые озера или даже океан жидкой воды".

Именно в воде спутника Юпитера ученые надеются найти жизнь, самые простейшие ее формы. В исходных ядрах жизни, по мнению ученых, есть все эволюционные возможности.

Продолжает Владимир Сурдин: "Океан Европы - это идеальное место для жизни. Под ледяным куполом - вода при нуле градусов. Мы не знаем, правда, какая она, соленая или кислая. Насколько она, так сказать, питьевая на вкус. Это еще надо проверять. Но, так или иначе, на Земле, какая бы ни была вода, мы всегда обнаруживаем в ней жизнь".

Те же эксперименты в антарктическом озере Восток показали: частицы льда все равно населены бактериями, причем живыми бактериями. И если на Фобосе, Европе или Марсе обнаружат жизнь, которая выдерживает суровые космические условия, это будет говорить о том, что космос, еще недавно считавшийся необитаемым, насыщен биологической жизнью.

Интервью

Кулаковская: В нашей студии - заведующий лабораторией активной диагностики Института космических исследований РАН, профессор, действительный член Международной академии астронавтики Георгий Манагадзе. Здравствуйте!

Георгий Георгиевич, меня очень давно интересует вопрос: обитаем ли космос, и есть ли в нем жизнь? К какому выводу вы склоняетесь? О чем говорят исследования вашего института?

Манагадзе: Насколько я понимаю и воспринимаю сегодняшние научные реалии, возможно, микробная жизнь в Солнечной системе, в нашей системе, имеется. А за пределами Солнечной системы у нас нет шансов, чтобы она не имелась. Эксперименты, которые я провел, показывают, что жизнь легко зарождается. Другое дело, достигнет ли она какой-нибудь формы цивилизации, доживет или нет? Это другой вопрос.

Кулаковская: А где ученые надеются обнаружить следы органической жизни?

Манагадзе: Очень любопытная ситуация получается. Допустим, наши американские друзья, я к ним очень хорошо отношусь, толковые, хорошие люди, много денег тратят и проводят хорошие исследования, но бывает, они теряют реалистичность. К примеру, они обнаружат где-то аминокислоту, допустим, в метеоритах. Тут же говорят, что жизнь зародилась в космосе. А это все не так. Для того, чтобы жизнь зародилась в космосе, нужна не только аминокислота, но еще и много других условий. Это должен быть целый каскад. Жизнь может существовать в микробной форме, естественно. На Марсе, почему-то мне кажется, нет сомнений, что есть жизнь, в глубинах планеты, внутри.

Кулаковская: Может быть, мы ее туда занесли?

Манагадзе: Может быть, мы. Может быть, она от нас туда занесена. Это неважно. Она могла родиться сама на таких телах. Во всяком случае, я вижу условия для развития микробной жизни на Европе, на Энцеладе и даже на Титане. Потому что на Титане, по предположению, существует поверхностный океан, вода. Может быть, этим и объясняется огромное количество метана на Титане. А как она могла там зародиться, это вопрос серьезный. Моя основная концепция состоит в том, что органика, и не только органика, а еще и крупные куски, вплоть до гомогенных (как в науке называют, гомохиральных) молекул, живая материя могла зародиться при метеоритном ударе. Потому что метеоритный удар обладает огромной энергией.

Допустим, Юкатанский метеорит, который упал в Мексике 65 миллионов лет тому назад, пробил кратер глубиной 30 километров. На других телах на такой глубине, даже еще выше, уже может находиться вода. Во время удара метеорита происходит образование органической материи. Органическая материя, попадая в эту среду, в воду, при допустимой температуре за счет приливных сил, каких-то других механизмов могла уже зацепиться, развиться и существовать. Мы планируем где-нибудь через шесть-семь лет такой эксперимент - полет на Европу (спутник Юпитера). И мне кажется, есть все основания надеяться, что мы что-то найдем.

Кулаковская: Откуда берутся органические соединения в космосе?

Манагадзе: Органические соединения на Земле из-за того, что мы их с вами производим. А в открытом космосе бывают звезды, которые выбрасывают много углерода. Этот углерод оседает на поверхность пыли (межзвездного газа, пылевой среде). Там мы тоже наблюдаем органику при помощи радиотелескопов. Обнаружено 80 или 110 органических соединений, причем уже довольно сложные. Существует такая гипотеза, что углерод налипает на поверхность пылинки. Там страшный холод - минус четыре градуса по абсолютной шкале - это ниже всего подобного. Очень холодно. Еще налипает кислород, водород, и потом они соединяются. Этот процесс очень трудно себе представить в таких холодных условиях. Несмотря на то, что покойный академик Гольданский придумал механизм туннелирования, как будто их можно соединять.

Тот механизм, который я предлагаю, работает великолепно. Это не фантастика. Мы эти процессы воспроизводим в лаборатории. Допустим, две пылинки могут ускоряться до больших скоростей в разных космических процессах - при переходе через ударную волну, в процессе светового давления от звезд. Могут ускоряться выше 20 километров в секунду и до тысячи километров в секунду. Столкновение этих пылинок - процесс их уничтожения. Так они разрушаются. Пылинки появляются во время умирания звезд, звезда их выбрасывает. Они болтаются, потом ускоряются, сталкиваются и уничтожаются. Но во время этого уничтожения образуется плазменный факел. Он обладает совершенно необычной каталитической активностью, удобной для создания новых веществ. Потому что сама плазма является каталитической средой.

Кулаковская: Но всегда ли это жизнь на основе углерода? Может существовать другая жизнь, помимо биологической формы?

Манагадзе: Очень хороший вопрос. Сегодня трудно представить, какая еще может быть жизнь. Я тоже не могу этого сказать. А когда говорят "силиконовая", "кремневая" и так далее, мои эксперименты не показывают эту возможность. Потому что углерод - это очень хорошее вещество. Активное, наглое вещество. Если его освободить от всего, оно мгновенно захватывает и образует органические соединения в плазменном факеле. Плазменный факел, расширяясь и улетая, остывает. Вначале в нем огромная температура, может до миллиона градусов доходить. А дальше, во время адиабатического расширения (это специальный тип расширения, на принципе которого работают наши холодильники), газы расширяются, и он остывает. В этих процессах органика может усложниться.

Еще очень важная вещь, что в этих процессах, когда углерод расширяется, закрепляется то, что мы получили, а в дальнейшем еще усложняется. Нет обратного хода, не разваливается. Понимаете? В любой химической реакции где-то наступает насыщение, и все идет обратно, развал начинается. А там - нет. Образуется сложная органика. Я считаю, что в таком плазменном факеле может даже зародиться субстанция, которая будет обладать всеми признаками живой материи. Она может воспроизводиться и иметь простейший генетический код.

Кулаковская: Исследования наших ученых в Антарктиде как раз доказывают, что микроорганизмы могут жить и во льду, и в кипятке, и на дне Тихого океана под огромным давлением.

Манагадзе: Где хотите. Я физик, еще раз подчеркиваю. Но если, допустим, произошел удар, и все засыпало, возникают прекрасные условия для дальнейшей эволюции микроорганизма. Почему я говорил вам, что в космосе аминокислота ничего не значит. Нам нужно, чтобы после зарождения или появления живой материи, она попала бы в среду, где могла бы развиваться. А какая это среда? Вы представляете, образовалась самая примитивная живая система, которую даже нельзя назвать бактерией. Это просто нуклеотидная палка, по которой туда-сюда двигается белок и производит себе подобных. У них, может быть, и оболочки нет. Если представить, что сегодняшний микробный организм - примерно величиной с голубого кита (40 тонн), то эта палка - с куриное яйцо. Представляете, настолько она примитивная.

Более того, у этой примитивной живой системы даже нет никаких ферментативных способностей. Она может только размножаться, воспроизводить себе подобных и жить по дарвинскому отбору. Ей нужна не еда, а органические соединения. А во время метеоритного удара синтезируется простая органика, которую она может есть, и жить. Более того, еще один хороший момент. Допустим, упал метеорит диаметром 10 километров. Образуется 100-километровый кратер. В этом кратере в течение десяти миллионов лет, очень легко посчитать, если будет приемлемая температура, лед растает, будет вода. За десять миллионов лет эта простейшая штука может развиться.

Кулаковская: Вы считаете, что жизнь на Земле зародилась вследствие падения метеорита?

Манагадзе: Да. Это очень хороший механизм. Более того, он последователен. В разные времена ученые приходили к разному сценарию. Такой эмпирический поход. Они получали результат и говорили: "А! Это произошло под водой" или "Это произошло в космосе". Потому что в процессе взаимодействия углерод откуда-то должен появиться. В моей концепции этот углерод появляется именно в ядрах комет, углистых хондритах, где действительно наблюдается углерод. Углистые хондриты - это те тела, из которых складывалась Земля. Это первое. Дальше, у этих тел должна быть огромная энергия, чтобы этот материал переработать. То есть, падая, они превращаются в плазму, и в этом плазменном факеле, как в плазмогенераторе промышленной системы, где синтезируются разные вещества, которые вообще в химии не синтезируются, там должны обязательно синтезироваться в органические соединения, при наличии углерода.

Но этого мало. Они должны быть как-то упорядочены, составлять разумную структуру. Без этих процессов зарождение жизни невозможно. Случайные процессы не приведут к зарождению жизни. В этих веществах должна быть нарушена исходная симметрия. Вы, я, все живое, белки состоят из L-аминокислот. До сих пор неизвестно, когда произошло нарушение симметрии. У меня есть соображения на этот счет. Я объясняю вполне доступно. Поля, которые возникают в плазменном факеле отвечают требованиям генерации полей. Они называются хиральдами. "Хиро" - это рука. Левая и правая рука - такая аналогия. Дальше они должны создать очень чистую среду. Макромолекула должна быть только из L-аминокислот. И дальше появляется еле живое существо, после этого оно попадает в кратер, где выживает. Эти последовательности должны быть обязательно. И здесь образуется каскад. Потому что если мы этому каскаду не будем следовать... Допустим, в ранних сценариях, когда говорили "солнышко светит". Плотность энергии Солнца меньше плотности энергии удара. Этого не хватает. Солнце зарождает, к примеру, одну аминокислоту, где вы сидите, другую аминокислоту, где я сижу, и они никогда не могут встретиться. Это раньше называлось концентрационным разрывом.

Кулаковская: Как раз это объяснимо.

Манагадзе: Конечно.

Кулаковская: Георгий Георгиевич, один из самых популярных кошмаров в научной фантастике - это взаимодействие инопланетных организмов с землянами. Насколько эти опасения имеют под собой реальную почву? Если, например, микробы с той же Европы попадут на Землю?

Манагадзе: Если это будут микробы земного типа, я думаю, наши микробы их победят. Если это какие-то другие микробы - это очень сложный вопрос. Я сам интересуюсь этим вопросом. Существуют предпосылки, что на Земле могут существовать микробы, которые неземные. Этого никто не отрицает, я видел много публикаций. Дело в том, что наши организмы, микробы, оказывается, работают на фосфоре. Не доказано еще, но есть предположения, что вместо фосфора, который является очень важным звеном в нуклеиновых кислотах, может быть какой-нибудь другой элемент - заменитель фосфора. Я думаю, наши микробы, земного типа, сильнее.

Кулаковская: Георгий Георгиевич, а если все-таки ученые докажут, что жизнь в Солнечной системе действительно существует, какие будут следующие шаги?

Манагадзе: Я давно и очень плотно работаю с академиком Сагдеевым. По его мнению, если мы где-нибудь найдем микробную жизнь, это будет самое крупное явление следующего тысячелетия - обнаружение жизни. Если мы обнаружим жизнь, это будет свидетельствовать о том, что жизнь обречена на зарождение. Но я не знаю алгоритма, как ожила материя. Честно говорю, что я не знаю. Но, так как мы с вами говорим, значит, природа как-то обошла...

Кулаковская: Как-то получилось.

Манагадзе: А я, как человек, который обладает возможностями экспериментировать, привлекать разные космические условия, зная это, вижу, что условия для этого создать можно. И я думаю, что на многих телах жизнь найдут. Существует такая формула Дрейка. Он в 60-х годах придумал формулу. Там есть коэффициенты. Перемножение коэффициентов дает вероятность существования жизни в нашей Галактике. Не только жизни, но даже цивилизаций. В этих коэффициентах самые спорные вопросы: сколько звезд в нашей Галактике (чем больше, тем лучше), сколько у этих звезд спутниковых систем, какие из них похожи на Землю. Но самые каверзные коэффициенты касаются зарождения жизни. Если мы считаем, что только на Земле (в нашей Галактике) есть жизнь, то формула Дрейка показывает, что это исключительный случай. А если мы покажем, что на Земле жизнь, на Марсе жизнь, где-то еще, то будет совсем хорошо. Мы должны все время на небо глядеть и говорить: "Когда же они прилетят".

Кулаковская: Искать другую цивилизацию?

Манагадзе: Да, когда же эта цивилизация к нам нагрянет. Мне очень жаль, что то, что я делал и сейчас делаю, попало в страшную эпоху, когда никого ничего не интересует, когда люди не слушают друг друга. Когда мы говорим о зарождении цивилизации, очень важно любопытство. На Килиманджаро находят обезьян, наверху, в снегах. Зачем они туда идут, никто не знал. Наконец-то ученые додумались.

Кулаковская: Любопытство?

Манагадзе: Но любопытство исчезает у нас.

Кулаковская: Любопытство сделало из обезьяны человека.

Манагадзе: Абсолютно верно. Особенно когда соприкасаешься с неизвестностью, это так интересно.

Кулаковская: Это очень интересно. Я благодарю вас, Георгий Георгиевич, за то, что вы нам дали такую замечательную и интересную лекцию. Большое вам спасибо.

Манагадзе: Вам тоже спасибо. Я всегда рад сотрудничать с вашим радио, потому что вы стараетесь, и я тоже стараюсь, глядя на вас. Спасибо.

Слушайте полную версию программы

В настоящее время людям известна только одна планета, на которой есть жизнь - это Земля. Хотя многие СМИ продолжают публиковать сведения о том, что была найдена жизнь на какой-то другой планете. В такие моменты у человека возникает внутреннее разногласие, и он задается вопросом: а все же, если ли жизнь во Вселенной? Ответ на него не простой и не однозначный.

Инопланетяне - вы где?

По сей день ученым не удалось обнаружить ни одно место, где могли бы жить инопланетяне. И здесь возникают разные вопросы: почему все ученые всегда ищут только такие планеты, как наша? Почему они на всех известных космических объектах пытаются найти условия, при которых живем мы? Есть ли жизнь во Вселенной и где? Для начала стоит думать широко: может быть, для жизнедеятельности инопланетян не нужен кислород, и такой, как у нас, состав воздуха для них губителен. В таком случае эти живые существа будут другими, не такими, как мы. По этой причине ученые пытаются найти именно белковую жизнь земного типа.

В настоящее время выявлена область в космическом пространстве, имеющая схожие с земными условия. Остается только узнать, есть ли жизнь во Вселенной. Но для этого нужно или слетать на экзопланеты, или же разработать мощнейший телескоп, который сможет фиксировать различные движения.

Для жизни земного типа необходимо, чтобы на планете были следующие условия:

1. Вода в жидком состоянии.
2. Плотная атмосфера.
3. Химическое многообразие: простые и сложные молекулы.
4. Наличие звезды, которая смогла бы доносить до ее поверхности энергию.

Во время поисков новых планет ученые просто оценивают место расположения «новинки». Если она будет в обитаемой зоне, то к ней сразу проявляется интерес. После этого происходит изучение атмосферы, химическое разнообразие, определяется наличие жидкой воды, источник тепла. Во время исследований ученых интересует: а есть ли жизнь во Вселенной, а точнее, на найденной планете? И чем больше схожих показателей с Землей будет выявлено, тем выше интерес к объекту.

Поиски жизни

В 2009 году НАСА запустила аппарат «Кеплер» для поиска экзопланет. Это такие объекты, которые располагаются за пределами нашей Солнечной системы. Подобную планету впервые открыли в 1995 году. Это было грандиозное событие: найти планету земного типа у звезды, похожей на наше Солнце. После этого начались более активные поиски жизни во Вселенной. Стали разрабатывать новый, уникальный телескоп «Кеплер».

В настоящее время открыто более 150 экзопланет, из которых две могли бы быть обитаемыми. Одна из них очень сильно похожа на Землю не только по составу атмосферы и химическим элементам, но и по другим свойствам. А есть ли жизнь на другой планете, и на какой из найденных «Кеплером»?

Планеты «Кеплера»

Спустя годы после запуска аппарата «Кеплер» была опубликована новость о том, что удалось найти уникальную экзопланету, похожую на Землю.

17 апреля 2014 года НАСА поведала миру о существовании планеты Kepler-186, найденной в созвездии Лебедя. Она располагается таким образом, что попадает в зону обитаемости. Однако она вращается вокруг красного карлика, который холоднее Солнца. Основываясь на этом, ученые пришли к выводу, что вряд ли на ней будут нормальные условия для жизни. Красные карлики характеризуются частыми магнитными вспышками, вызывающими рентгеновское излучение, которое может быть вредным для зарождающейся жизни. Ну а есть ли жизнь на других планетах, и на каких?

В июле 2015 года НАСА объявило о следующей уникальной находке - Kepler-452b. находится в зоне обитаемости, причем вращается вокруг желтого карлика. У нее есть спутники, которые могут оказаться обитаемыми. Хотя на самом деле ни один ученый не сможет точно сказать, есть ли там вода и земля, так как там никто не был и не будет еще долгие годы. Планета вращается вокруг своего солнца 385 земных суток.

Близкая экзопланета

Так где искать братьев по разуму, в какой галактике, на какой планете? Можно с уверенностью назвать только одно место, где можно найти братьев по разуму. Оно находится в галактике Млечный Путь, в Солнечной системе, на планете Земля. А вот по поводу других мест пока никто сказать точно не может, есть ли где еще жизнь, подобная нашей.

В августе 2016 года у звезды Проксима Центавра была открыта экзопланета Проксима b. Она находится ближе всего к нам.

Земля располагается от Солнца на удалении 1 астрономической единицы, а Проксима b от своего Солнца - на 0.5 ед., но его звезда светит и греет слабее нашего светила. Из-за этого даже при таких расстояниях Проксима b попадает в зону обитаемости.

Экзопланета не вращается вокруг своей оси, т. е. она как наша Луна, захваченная Землей: всегда движется рядом, но не поворачивается темной стороной. Так же и экзопланета: она захвачена свой звездой и всегда повернута к ней одним боком. В результате одна ее сторона горячая, а другая - холодная. Но, по мнению ученых, в зоне перехода есть оптимальные условия для нормальной жизни.

Спутник Сатурна

Пытаясь ответить на вопрос, есть ли жизнь во Вселенной, кроме Земли, ученые обнаружили, что на имеются оптимальные условия для развития жизни. Сам по себе этот объект небольшой - около 500 км (размером с Московскую область). На нем есть лед, океаны, горячие источники, богатый химический состав.

В одной теории жизни на Земле говорится о том, что она могла зародиться на дне океана, где были горячие источники. Этот спутник является второй планетой, на которой могла быть жизнь. Первое место в поисках ответа на вопрос, есть ли разумная жизнь во Вселенной, занимает Марс. О нем известно уже много сведений, и каждый раз ученые публикуют новые открытия, связанные с этой планетой. Так, уже удалось выяснить, что здесь есть лед, а когда-то вода была в жидком состоянии.

Поиски жизни в будущем

Сейчас ведутся работы по созданию уникального двадцатиметрового телескопа, который будет заниматься изучением экзопланет. В проекте принимают участие разные институты. Если все пойдет по плану, то уже в 2022 году ученые смогут рассмотреть более детально объекты во Вселенной.

Еще одно чудо техники планируется построить на территории Европы. Это будет тридцатиметровый телескоп, способный рассмотреть даже самые слабые и далекие объекты, которые не видят имеющиеся устройства. По прогнозам, этот вид телескопа-гиганта появится в середине 20-х годов.

Заключение

Пока что астрономы, астрофизики не смогли найти жизнь на других планетах. И только уфологи говорят, что космос кишит инопланетными существами. Есть много информации о посещении Земли различными летающими объектами, о похищении людей, базах пришельцев. Может, это все и есть, но мы об этом вряд ли узнаем в ближайшем будущем. Нам долгие столетия говорили, что мы одни во Вселенной, но может, где-то еще есть жизнь, о которой мы пока не знаем. И, возможно, в ближайшем будущем ученым удастся найти населенные планеты, увидеть свет чужих городов.

В 2005 году Хизер Смит из Международного космического университета в Страсбурге и Крис Маккей из Исследовательского центра Эймса в NASA подготовили документ, рассматривающий возможность существования жизни на базе метана, так называемых метаногенов. Такие формы жизни могли бы потреблять водород, ацетилен и этан, выдыхая метан вместо углекислого газа.

Это могло бы сделать возможными зоны обитаемости жизни в холодных мирах вроде луны Сатурна Титан. Подобно Земле, атмосфера Титана представлена по большей части азотом, но смешанным с метаном. Титан также единственное место в нашей Солнечной системе, кроме Земли, где присутствуют большие жидкие водоемы - озера и реки из этано-метановой смеси. (Подземные водоемы также присутствуют на Титане, его сестринской луне Энцелад, а также на спутнике Юпитера Европе). Жидкость считается необходимой для молекулярных взаимодействий органической жизни и, конечно, основное внимание будет сосредоточено на воде, но этан и метан также позволяют таким взаимодействиям осуществляться.

Миссия NASA и ESA «Кассини-Гюйгенс» в 2004 году наблюдала грязный мир с температурой -179 градусов по Цельсию, где вода была твердой как камень, а метан плыл по речным долинам и бассейнам в полярные озера. В 2015 году команда инженеров-химиков и астрономов Корнелльского университета разработала теоретическую клеточную мембрану из небольших органических соединений азота, которые могли бы функционировать в жидком метане Титана. Они назвали свою теоретическую клетку «азотосомой», что в буквальном переводе означает «азотное тело», и она обладала такой же стабильностью и гибкостью, что и земная липосома. Самым интересным молекулярным соединением была акрилонитриловая азотосома. Акрилонитрил, бесцветная и ядовитая органическая молекула, используется для акриловых красок, резины и термопластмассы на Земле; также его нашли в атмосфере Титана.

Последствия этих экспериментов для поисков внеземной жизни сложно переоценить. Жизнь не только потенциально могла развиться на Титане, но ее еще и можно обнаружить по водородным, ацетиленовым и этановым следам на поверхности. Планеты и луны, в атмосферах которых преобладает метан, могут быть не только вокруг подобных Солнцу звезд, но и вокруг красных карликов в более широкой « ». Если NASA запустит Titan Mare Explorer в 2016 году, уже в 2023 году мы получим подробную информацию о возможной жизни на азоте.

Жизнь на основе кремния

Жизнь на основе кремния - это, пожалуй, самая распространенная форма альтернативной биохимии, любимой популярной наукой и фантастикой - вспомните хорта из «Звездного пути». Эта идея далеко не нова, ее корни уходят еще в 1894 году: «Какое фантастическое воображение могло бы разыграться из такого предположения: представим кремниево-алюминиевые организмы - или, может, сразу кремниево-алюминиевых людей? - которые путешествуют через атмосферу из газообразной серы, положим так, по морям из жидкого железа температурой в несколько тысяч градусов или вроде того, чуть выше температуры доменной печи».

Кремний остается популярным именно потому, что очень похож на углерод и может образовывать четыре связи, подобно углероду, что открывает возможность создания биохимической системы полностью зависимой от кремния. Это самый распространенный элемент в земной коре, если не считать кислород. На Земле есть водоросли, которые включают кремний в свой процесс роста. Кремний играет вторую после углерода роль, поскольку тот может образовывать более стабильные и разнообразные комплексные структуры, необходимые для жизни. Углеродные молекулы включают кислород и азот, которые образуют невероятно крепкие связи. Сложные молекулы на основе кремния, к сожалению, имеют тенденцию распадаться. Кроме того, углерод чрезвычайно распространен во Вселенной и существует миллиарды лет.

Едва ли жизнь на основе кремния появится в окружении, подобном земному, поскольку большая часть свободного кремния будет заперта в вулканических и магматических породах из силикатных материалов. Предполагают, что в высокотемпературном окружении все может быть по-другому, но никаких доказательств пока не нашли. Экстремальный мир вроде Титана мог бы поддерживать жизнь на основе кремния, возможно, вкупе с метаногенами, так как молекулы кремния вроде силанов и полисиланов могут имитировать органическую химию Земли. Тем не менее на поверхности Титана преобладает углерод, тогда как большая часть кремния находится глубоко под поверхностью.

Астрохимик NASA Макс Бернштейн предположил, что жизнь на основе кремния могла бы существовать на очень горячей планете, с атмосферой богатой водородом и бедной кислородом, позволяя случиться комплексной силановой химии с обратными кремниевыми связями с селеном или теллуром, но такое, по мнению Бернштейна, маловероятно. На Земле такие организмы размножались бы очень медленно, а наши биохимии никак бы не мешали друг другу. Они, впрочем, могли бы медленно поедать наши города, но «к ним можно было бы применить отбойный молоток».

Другие биохимические варианты

В принципе, было довольно много предложений касательно жизненных систем, основанных на чем-то другом, помимо углерода. Подобно углероду и кремнию, бор тоже имеет тенденцию образовывать прочные ковалентные молекулярные соединения, образуя разные структурные варианты гидрида, в которых атомы бора связаны водородными мостиками. Как и углерод, бор может связываться с азотом, образуя соединения, по химическим и физическим свойства подобным алканам, простейшим органическим соединения. Основная проблема с жизнью на основе бора связана с тем, что это довольно редкий элемент. Жизнь на основе бора будет наиболее целесообразна в среде, температура которой достаточно низка для жидкого аммиака, тогда химические реакции будут протекать более контролируемо.

Другая возможная форма жизни, которая привлекла определенное внимание, это жизнь на основе мышьяка. Вся жизнь на Земле состоит из углерода, водорода, кислорода, фосфора и серы, но в 2010 году NASA объявило, что нашло бактерию GFAJ-1, которая могла включать мышьяк вместо фосфора в клеточную структуру без всяких последствий для себя. GFAJ-1 живет в богатых мышьяков водах озера Моно в Калифорнии. Мышьяк ядовит для любого живого существа на планете, кроме нескольких микроорганизмов, которые нормально его переносят или дышат им. GFAJ-1 стала первым случаем включения организмом этого элемента в качестве биологического строительного блока. Независимые эксперты немного разбавили это заявление, когда не нашли никаких свидетельств включения мышьяка в ДНК или хотя бы каких-нибудь арсенатов. Тем не менее разгорелся интерес к возможной биохимии на основе мышьяка.

В качестве возможной альтернативы воде для строительства форм жизни выдвигался и аммиак. Ученые предположили существование биохимии на основе азотно-водородных соединений, которые используют аммиак в качестве растворителя; он мог бы использоваться для создания протеинов, нуклеиновых кислот и полипептидов. Любые формы жизни на основе аммиака должны существовать при низких температурах, при которых аммиак принимает жидкую форму. Твердый аммиак плотнее жидкого аммиака, поэтому нет никакого способа остановить его замерзание при похолодании. Для одноклеточных организмов это не составило бы проблемы, но вызвало бы хаос для многоклеточных. Тем не менее существует возможность существования одноклеточных аммиачных организмов на холодных планетах Солнечной системы, а также на газовых гигантах вроде Юпитера.

Сера, как полагают, послужила основой для начала метаболизма на Земле, и известные организмы, в метаболизм которых включена сера вместо кислорода, существуют в экстремальных условиях на Земле. Возможно, в другом мире формы жизни на основе серы могли бы получить эволюционное преимущество. Некоторые считают, что азот и фосфор могли бы также занять место углерода при довольно специфических условиях.

Меметическая жизнь

Ричард Докинз считает, что основной принцип жизни звучит так: «Вся жизнь развивается, благодаря механизмам выживания воспроизводящихся существ». Жизнь должна быть способна воспроизводиться (с некоторыми допущениями) и пребывать в среде, где будут возможны естественный отбор и эволюция. В своей книге «Эгоистичный ген» Докинз отметил, что понятия и идеи вырабатываются в мозгу и распространяются среди людей в процессе общения. Во многом это напоминает поведение и адаптацию генов, поэтому он называет их «мемами». Некоторые сравнивают песни, шутки и ритуалы человеческого общества с первыми стадиями органической жизни - свободными радикалами, плавающими в древних морях Земли. Творения разума воспроизводятся, эволюционируют и борются за выживание в царстве идей.

Подобные мемы существовали до человечества, в социальных призывах птиц и усвоенном поведении приматов. Когда человечество стало способно абстрактно мыслить, мемы получили дальнейшее развитие, управляя племенными отношениями и формируя основу для первых традиций, культуры и религии. Изобретение письма еще больше подтолкнуло развитие мемов, поскольку они смогли распространяться в пространстве и времени, передавая меметичную информацию подобно тому, как гены передают биологическую. Для некоторых это чистая аналогия, но другие считают, что мемы представляют уникальную, хотя немного рудиментарную и ограниченную форму жизни.

Жизнь на Земле основана на двух переносящих информацию молекулах, ДНК и РНК, и долгое время ученые размышляли, можно ли создать другие похожие молекулы. Хотя любой полимер может хранить информацию, РНК и ДНК отображают наследственность, кодирование и передачу генетической информации и способны адаптироваться с течением времени в процессе эволюции. ДНК и РНК — это цепи молекул-нуклеотидов, состоящих из трех химических компонентов - фосфата, пятиуглеродной сахарной группы (дезоксирибоза в ДНК или рибоза в РНК) и одного из пяти стандартных оснований (аденин, гуанин, цитозин, тимин или урацил).

В 2012 году группа ученых из Англии, Бельгии и Дании первой в мире разработала ксенонуклеиновую кислоту (КНК, XNA), синтетические нуклеотиды, функционально и структурно напоминающие ДНК и РНК. Они были разработаны путем замены сахарных групп дезоксирибозы и рибозы различными субститутами. Такие молекулы делали и раньше, но впервые в истории они были способны воспроизводиться и эволюционировать. В ДНК и РНК репликация происходит с помощью молекул полимеразы, которые могут читать, транскибировать и обратно транскрибировать нормальные последовательности нуклеиновых кислот. Группа разработала синтетические полимеразы, которые создали шесть новых генетических систем: HNA, CeNA, LNA, ANA, FANA и TNA.

Одна из новых генетических систем, HNA, или гекситонуклеиновая кислота, была достаточно надежной, чтобы хранить нужное количество генетической информации, которая может послужить в качестве основы для биологических систем. Другая, треозонуклеиновая кислота, или TNA, оказалась потенциальным кандидатом на таинственную первичную биохимию, царившую на рассвете жизни.

Есть масса потенциальных применений этих достижений. Дальнейшие исследования могут помочь в разработке лучших моделей появления жизни на Земле и будут иметь последствия для биологических измышлений. XNA может получить терапевтическое применение, ведь можно создать нуклеиновые кислоты для лечения и связи с конкретными молекулярными целями, которые не будут портиться так быстро, как ДНК или РНК. Они даже могут лечь в основу молекулярных машин или вообще искусственной формы жизни.

Но прежде чем это станет возможно, должны быть разработаны другие энзимы, совместимые с одной из XNA. Некоторые из них уже разработали в Великобритании в конце 2014 года. Есть также возможность, что XNA может причинять вред РНК/ДНК-организмам, поэтому безопасность должна быть на первом месте.

Хромодинамика, слабое ядерное взаимодействие и гравитационная жизнь

В 1979 году ученый и нанотехнолог Роберт Фрейтас-младший предположил возможную небиологическую жизнь. Он заявил, что возможный метаболизм живых систем основан на четырех фундаментальных силах - электромагнетизме, сильном ядерном взаимодействии (или квантовой хромодинамике), слабом ядерном взаимодействии и гравитации. Электромагнитная жизнь - это стандартная биологическая жизнь, которую мы имеем на Земле.

Хромодинамическая жизнь могла бы быть основана на сильном ядерном взаимодействии, которое считается сильнейшим из фундаментальных сил, но только на чрезвычайно коротких расстояниях. Фрейтас предположил, что такая среда может быть возможна на нейтронной звезде, тяжелом вращающемся объекте 10-20 километров в диаметре с массой звезды. С невероятной плотностью, мощнейшим магнитным полем и гравитацией в 100 миллиардов раз сильнее, чем на Земле, у такой звезды было бы ядро с 3-километровой коркой кристаллического железа. Под ней было бы море с невероятно горячими нейтронами, различными ядерными частицами, протонами и ядрами атомов и возможные богатые нейтронами «макроядра». Эти макроядра в теории могли бы сформировать крупные сверхъядра, аналогичные органическим молекулам, нейтроны выступали бы эквивалентом воды в причудливой псевдобиологической системе.

Фрейтас видел формы жизни на базе слабого ядерного взаимодействия как маловероятные, поскольку слабые силы действуют лишь в субъядерном диапазоне и не особенно сильны. Как часто показывает бета-радиоактивный распад и свободный распад нейтронов, формы жизни слабого взаимодействия могли бы существовать при тщательном контроле слабых взаимодействий в своей среде. Фрейтас представил существ, состоящих из атомов с избыточными нейтронами, которые становятся радиоактивными, когда умирают. Он также предположил, что есть регионы Вселенной, где слабая ядерная сила сильнее, а, значит, шансы на появление такой жизни выше.

Гравитационные существа тоже могут существовать, поскольку гравитация является самой распространенной и эффективной фундаментальной силой во Вселенной. Такие существа могли бы получать энергию из самой гравитации, получая неограниченное питание из столкновений черных дыр, галактик, других небесных объектов; существа поменьше - из вращения планет; самые маленькие - из энергии водопадов, ветра, приливов и океанических течений, возможно, землетрясений.

Формы жизни из пыли и плазмы

Органическая жизнь на Земле основана на молекулах с соединениями углерода, и мы уже выяснили возможные соединения для альтернативных форм. Но в 2007 году международная группа ученых во главе с В. Н. Цытовичем из Института общей физики Российской академии наук документально подтвердила, что при нужных условиях частицы неорганической пыли могут собираться в спиральные структуры, которые затем будут взаимодействовать друг с другом в манере, присущей для органической химии. Это поведение также рождается в состоянии плазмы, четвертом состоянии вещества после твердого, жидкого и газообразного, когда электроны отрываются от атомов, оставляя массу заряженных частиц.

Группа Цытовича обнаружила, что когда электронные заряды отделяются и плазма поляризуется, частицы в плазме самоорганизуются в форму спиральных структур вроде штопора, электрически заряженных, и притягиваются друг к другу. Они также могут делиться, образуя копии оригинальных структур, подобно ДНК, и индуцировать заряды в своих соседях. По мнению Цытовича, «эти сложные, самоорганизующиеся плазменные структуры отвечают всем необходимым требованиям, чтобы считать их кандидатами в неорганическую живую материю. Они автономны, они воспроизводятся и они эволюционируют».

Некоторые скептики считают, что такие заявления являются больше попыткой привлечь внимание, нежели серьезными научными заявлениями. Хотя спиральные структуры в плазме могут напоминать ДНК, сходство в форме необязательно предполагает сходство в функциях. Более того, тот факт, что спирали воспроизводятся, не означает потенциал жизни; облака тоже так делают. Что еще больше удручает, большая часть исследований была проведена на компьютерных моделях.

Один из участников эксперимента также собщил, что хотя результаты действительно напоминали жизнь, в конце концов, они были «просто особой формой плазменного кристалла». И все же, если неорганические частицы в плазме могут перерасти в самовоспроизводящиеся, развивающиеся формы жизни, они могут быть наиболее распространенной формой жизни во Вселенной, благодаря вездесущей плазме и межзвездным облакам пыли по всему космосу.

Неорганические химические клетки

Профессор Ли Кронин, химик Колледжа науки и инженерии при Университете Глазго, мечтает создать живые клетки из металла. Он использует полиоксометаллаты, ряд атомов металла, связанных с кислородом и фосфором, чтобы создать похожие на клетки пузырьки, которые он называет «неорганическими химическими клетками», или iCHELLs (этот акроним можно перевести как «неохлетки»).

Группа Кронина начала с создания солей из отрицательно заряженных ионов крупных оксидов металла, связанных с небольшим положительно заряженным ионом вроде водорода или натрия. Раствор из этих солей затем впрыскивается в другой солевой раствор, полный больших положительно заряженных органических ионов, связанных с небольшими отрицательно заряженными. Две соли встречаются и обмениваются частями, так что крупные оксиды металла становятся партнерами с крупными органическими ионами, образуя что-то вроде пузыря, который непроницаем для воды. Изменяя костяк оксида металла, можно добиться того, что пузыри приобретут свойства биологических клеточных мембран, которые выборочно пропускают и выпускают химические вещества из клетки, что потенциально может позволить протеканию того же типа контролируемых химических реакций, который происходит в живых клетках.

Группа ученых также сделала пузыри в пузырях, имитируя внутренние структуры биологических клеток, и добилась прогресса в создании искусственной формы фотосинтеза, которая потенциально может быть использована для создания искусственных клеток растений. Другие синтетические биологи отмечают, что такие клетки могут никогда не стать живыми, пока не получат систему репликации и эволюции вроде ДНК. Кронин не теряет надежду на то, что дальнейшее развитие принесет свои плоды. Среди возможных применений этой технологии есть также разработка материалов для солнечных топливных устройств и, конечно, медицина.

По словам Кронина, «основная цель - это создать комплексные химические клетки с живыми свойствами, которые могут помочь нам понять развитие жизни и пойти этим же путем, чтобы привнести новые технологии на основе эволюции в материальный мир - своего рода неорганические живые технологии».

Зонды фон Неймана

Искусственная жизнь на основе машин - это довольно распространенная идея, чуть ли не банальная, поэтому давайте просто рассмотрим зонды фон Неймана, чтобы не обходить ее стороной. Впервые их придумал в середине 20 века венгерский математик и футуролог Джон фон Нейман, который считал, что для того, чтобы воспроизводить функции человеческого мозга, машина должна обладать механизмами самоуправления и самовосстановления. Так он пришел к идее создания самовоспроизводящихся машин, в основе которых работают наблюдения за возрастающей сложностью жизни в процессе воспроизводства. Он считал, что такие машины могут стать своего рода универсальным конструктором, который мог бы позволить не только создавать полные реплики себя самого, но и улучшать или изменять версии, тем самым осуществляя эволюцию и наращивая сложность со временем.

Другие футурологи вроде Фримена Дайсона и Эрика Дрекслера довольно быстро применили эти идеи к области космических исследований и создали зонд фон Неймана. Отправка самовоспроизводящегося робота в космос может быть самым эффективным способом колонизации галактики, ведь так можно захватить весь меньше чем за один миллион лет, даже будучи ограниченными скоростью света.

Как объяснил Мичио Каку:

«Зонд фон Неймана - это робот, предназначенный для достижения далеких звездных систем и создания фабрик, которые будут строить копии самих себя тысячами. Мертвая луна, даже не планета, может стать идеальным пунктом назначения для зондов фон Неймана, поскольку там будет проще садиться и взлетать с этих лун, а также потому что на лунах нет эрозии. Зонды могли бы жить за счет земли, добывая железо, никель и другое сырье для строительства роботизированных фабрик. Они бы создали тысячи копий самих себя, которые затем разошлись бы в поисках других звездных систем».

За долгие годы были придуманы различные версии базовой идеи зонда фон Неймана, включая зонды освоения и разведки для тихого исследования и наблюдения внеземных цивилизаций; зондов связи, разбросанных по всему космосу, чтобы лучше улавливать радиосигналы инопланетян; рабочие зонды для строительства сверхмассивных космических структур; зонды-колонизаторы, которые будут покорять другие миры. Могут быть даже путеводные зонды, которые будут выводить юные цивилизации в космос. Увы, могут быть и зонды-берсеркеры, задачей которых будет уничтожение следов любой органики в космосе, за чем последует строительство полицейских зондов, которые будут эти атаки отражать. Учитывая то, что зонды фон Неймана могут стать своего рода космическим вирусом, нам стоит осторожно подходить к их разработке.

Гипотеза Геи

В 1975 году Джеймс Лавлок и Сидни Эптон совместно написали статью для New Scientist под названием «В поисках Геи». Придерживаясь традиционной точки зрения о том, что жизнь зародилась на Земле и процветала благодаря нужным материальным условиям, Лавлок и Эптон предположили, что жизнь таким образом взяла на себя активную роль в поддержании и определении условий для своего выживания. Они предположили, что вся живая материя на Земле, в воздухе, океанах и на поверхности является частью единой системы, ведущей себя подобно сверхорганизму, который способен настраивать температуру на поверхности и состав атмосферы нужным для выживания образом. Они назвали такую систему Геей, в честь греческой богини земли. Она существует, чтобы поддерживать гомеостаз, благодаря которому на земле может существовать биосфера.

Лавлок работал над гипотезой Геи с середине 60-х годов. Основная идея в том, что биосфера Земли имеет ряд природных циклов, и когда один идет наперекосяк, другие компенсируют его так, чтобы поддерживать жизненную способность. Это могло бы объяснить, почему атмосфера не состоит целиком из диоксида углерода или почему моря не слишком соленые. Хотя вулканические извержения сделали раннюю атмосферу состоящей преимущественно из диоксида углерода, появились вырабатывающие азот бактерии и растения, производящие кислород в процессе фотосинтеза. Спустя миллионы лет атмосфера изменилась в нашу пользу. Хотя реки переносят соль в океаны из пород, соленость океанов остается стабильной на 3,4%, поскольку соль просачивается через трещины в океаническом дне. Это не сознательные процессы, но результат обратной связи, которая удерживает планеты в пригодном для обитания равновесии.

Другие свидетельства включают то, что если бы не биотическая активность, метан и водород исчезли бы из атмосферы всего за несколько десятилетий. Кроме того, несмотря на увеличение температуры Солнца на 30% за последние 3,5 миллиарда лет, средняя глобальная температура пошатнулась всего на 5 градусов по Цельсию, благодаря регуляторному механизму, который удаляет диоксид углерода из атмосферы и запирает его в окаменелой органической материи.

Первоначально идеи Лавлока были встречены насмешками и обвинениями. Со временем, однако, гипотеза Геи повлияла на идеи о биосфере Земли, помогла сформировать цельное их восприятие в ученом мире. Сегодня гипотеза Геи скорее уважается, нежели принимается учеными. Она является скорее положительной культурной рамкой, в которой должны проводиться научные исследования на тему Земли как глобальной экосистемы.

Палеонтолог Питер Уорд разработал конкурентную гипотезу Медеи, названную в честь матери, которая убила своих детей, в греческой мифологии, основная идея которой сводится к тому, что жизнь по своей сути стремится к саморазрушению и самоубийству. Он указывает на то, что исторически большинство массовых вымираний были вызваны формами жизни, например, микроорганизмами или гоминидами в штанах, которые наносят тяжелые увечья атмосфере Земли.

По материалам listverse.com

Этим летом мир облетела наделавшая много шуму новость. Американский космический телескоп «Кеплер» обнаружил «в недрах» нашей Галактики планету, необычайно напоминающую Землю. Находку прозвали кто двойником, а кто - «двоюродной старшей сестрой Земли».

Получается, до обнаружения жизни в космосе тоже недалеко? Почему колонизация Луны Россией откладывается? Об этом и прочем мы разговорились с Юрием Щекиновым, авторитетным учёным, зав. кафедрой физики космоса ЮФУ, профессором.

Юрий Щекинов Фото: Из личного архива

Фонтаны у... Юпитера

Юрий Андреевич, планету, наделавшую много шумихи, назвали «Кеплер-452b». Обнаружили её между созвездиями Лебедя и Лиры. Предполагается, что она сродни Земле. По размеру планета не намного больше нашей. Тамошний год схож с земным, продолжается 385 суток. Уже понятно, что загадочная планета - твёрдое тело, а не скопление газов или расплавленной магмы. Там может быть вода. Выходит, есть обоснованная надежда отыскать жизнь вне Земли?

Выражаясь образно, между Лебедем и Лирой жизнь может быть. Порой кажется, мы в шаге от главной сенсации - обнаружения жизни.

Однако это всё же не совсем так. Пока вопросов без ответа много. То, что на той планете есть вода, лишь предположение. Непонятно и другое: а есть ли там атмосфера, какая она? Возможно, неплотная, солёная. Может, с неба там льют кислотные дожди.

Понимаете, мы пытаемся искать жизнь, похожую на нашу. Другой мы не знаем. Но ведь не исключено, что она может быть совершенно иной. И каким-то другим живым организмам кислоты могут быть не страшны.

Вообще же шумиха именно вокруг «Кеплера-452b» мне кажется чрезмерной.

Больше надежд на обитаемость сейчас связывают с двумя другими претендентками, тоже совсем недавно обнаруженными «Кеплером» в нашей галактике. Массы у тех двух планет почти земные. Их рельеф напоминает наш. Видимо, на обеих планетах есть и высокие горы, и глубокие впадины, что тоже существенно для зарождения жизни. Они обе вращаются вокруг звёзд, напоминающих Солнце. Излучение тех далёких звёзд - ровное, спокойное, а это хорошо.

Не вычёркивают из перечня претендентов на сходство с Землёй и интересную планету из системы «Глизе-581». Там, видимо, есть вода. Правда, там холоднее, чем у нас. Температура на поверхности - 20 градусов по Цельсию. Видимо, океан покрыт коркой льда. Но для возникновения жизни это вовсе не запрет.

А вообще очень любопытные исследования сейчас связаны и с поиском жизни за пределами Земли в нашей Солнечной системе.

- Имеете в виду Марс?

И не только. На спутнике Сатурна - Титане обнаружили русла метановых рек. А метан - жидкость, где могут обитать бактерии. Есть новость и вовсе сенсационная. Недавно увидели, как на спутнике Юпитера - Ганимеде из-под каменной оболочки периодически... бьют фонтаны. Хотя ещё недавно такого и предположить не могли. Думали: ну что такое Ганимед - камень и камень... Но, видимо, внутри «кипит работа», идут какие-то процессы... Скорее всего, там есть жизнь лишь примитивная - микробы, бактерии. Хотя как знать...

Где наши братья по разуму?

А отыщем мы когда-нибудь жизнь разумную? Кстати, слышала, что вы автор необычной гипотезы о том, где именно жизнь надо искать.

Эта гипотеза принадлежит мне и двум крупным астрофизикам из научного центра в индийском городе Бангалор. Вообще астрофизика в Индии уже очень развита. Мы подготовили несколько статей. Одна скоро выйдет в международном журнале «Астробиология».

В чём суть нашего допущения? Считается, что с большей вероятностью жизнь возможна на планетах, вращающихся вокруг звёзд, которые по возрасту близки к нашему Солнцу. А ему 4,5 миллиарда лет. Но мы сумели (как нам кажется) доказать, что жизнь, как минимум, примитивная вполне может существовать и возле старых звёзд, которым 11-13 млрд лет!

А что до вашего вопроса... Я не верю, что мы одиноки во Вселенной. Просто из-за больших расстояний детально изучить другие планеты мы пока не в силах. Потому человечество, словно жители глухого хутора у леса. Они верят, что вокруг нет людей, ходят только волки. Но думают так лишь потому, что не могут выбраться из хутора, подняться на холм. И, оглядевшись, увидеть рядом других людей, большой город.

Другое дело, что обнаружение иных цивилизаций поднимет свои вопросы. Приведу такой пример. Недавно в число «претенденток на обитаемость» всё же включили и старую планету. Звезде, вокруг которой она вращается, 11 млрд лет. Это значит, она втрое старше нашего Солнца. И уже даже звучат допущения: если цивилизация там есть, она может быть втрое старше земной...

Допустим, пройдёт время. Они прилетят к нам. Но для них общаться с нами, видимо, будет сродни тому, что нам беседовать с неандертальцами.Допустим, пройдёт время. Они прилетят к нам. Но для них общаться с нами, видимо, будет сродни тому, что нам беседовать с неандертальцами.Допустим, пройдёт время. Они прилетят к нам. Но для них общаться с нами, видимо, будет сродни тому, что нам беседовать с неандертальцами.