10 фактов о поиске внеземной жизни

Экология познания. В 1950 году лауреат Нобелевской премии Энрико Ферми задал своим коллегам за обедом знаменитый вопрос: где все?

В 1950 году лауреат Нобелевской премии Энрико Ферми задал своим коллегам за обедом знаменитый вопрос: где все? Этот вопрос стал известен как парадокс Ферми. Ферми хотел знать, почему мы пока не встретили каких-либо инопланетян, если во Вселенной так много потенциально обитаемых планет?

Есть множество теорий относительно того, почему мы до сих пор не вступили ни с кем в контакт. Однако вполне может быть, что мы просто совершили космическую ошибку в своих расчетах. Мы начали с предположения, что инопланетная жизнь будет похожа на нашу. Если это допущение ошибочно, все наши расчеты относительно поиска инопланетной жизни не имеют смысла. Поэтому мы начинаем менять это изначальное допущение, расширяя свое мышление и стратегии по поиску тех, кто может быть нашим другом. Или врагом.

Закат радиоволн SETI

Больше 50 лет SETI прослушивает радиоэфир в поисках сигналов из космоса. В 1974 году астроном Фрэнк Дрейк послал первое радиоволновое сообщение, «Послание Аресибо», инопланетянам во внешний космос. Насколько нам известно, ответ на него не пришел. Если послушать NASA сегодня, может показаться, что поиск инопланетной жизни приоритетен для космических агентств. Тем не менее Дрейк жалуется, что NASA не особо финансирует поиск. Кроме того, агентство может демонтировать два наших крупнейших радиотелескопа, Аресибо и Green Bank. Если это произойдет, SETI свернет инициативы по части радио. И хотя Китай представил сложный радиотелескоп, Дрейк не уверен, что его технология будет работать корректно и отвечать определенным требованиям.

С другой стороны, оптический SETI (SETI расшифровывается как «поиск инопланетной жизни»), который ищет лазерные вспышки, хорошо финансируется в основном частными пожертвованиями. В отличие от радиоволновых сообщений, оптические сообщения мы сможем получить, если инопланетяне направят свои узкие лазерные лучи прямо на нас. «Эти сигналы настолько сильны, что нам нужен только небольшой телескоп, чтобы их уловить, — говорит Дрейк. — Небольшие телескопы могут предложить больше времени, отведенного на наблюдения, и это хорошо, поскольку нам нужно обследовать множество звезд, повышая шансы на успех». Дрейк привык считать, что если инопланетяне стремятся найти нас, они могут быть дружелюбными.

Но не все разделяют его оптимизм. Эксперты вовлечены в жаркие споры о том, должны ли мы вообще посылать сообщения во внешний космос. Многие полагают, что мы подвергаем угрозе нашу собственную безопасность, пытаясь связаться с инопланетянами, не обеспечив себя должной защитой. По мнению Джона Эллиотта из SETI, в сообществе SETI до сих пор есть члены, которые посылают сигналы, несмотря на опасность этого занятия. Сам Дрейк выступает против активного посылания сигналов потенциальным гостям в рамках инициативы «активного SETI».

Разговор с инопланетянами

Джон Эллиотт из британской сети поиска SETI считает, что мы должны выйти за пределы поиска инопланетных сигналов и для начала определить разницу между чужим языком и случайными звуками. Изучая более 60 человеческих языков, он нашел общие сигнатуры ритмов и структур в каждом языке. К примеру, у нас есть слова, несущие смысл, и короткие функциональные слова (вроде «если» и «но»), которые связывают фразы воедино. Независимо от языка, люди используют не больше девяти смысловых слов в одной фразе.

Некоторые животные виды вроде дельфинов обладают подобной чертой в языке. И хотя мы пока не можем говорить на языке дельфинов, мы распознали 140 разных звуков в их речи. Они всегда идентифицируют себя отдельным именем или кличем, когда начинают общаться, выдавая не больше пяти слов за фразу. Эллиотт считает, что это ограничение связано с меньшим размером мозга и способности обрабатывать информацию.

Он разработал серию небольших компьютерных программ, Natural Language Learner, чтобы анализировать сигналы инопланетян по сложности и внутренней структуре языка. Очевидно, пока ничего расшифровать не удалось.

Общение с умными животными на Земле может быть первым шагом к развитию нашей способности общаться с инопланетянами. Мы обучили дельфинов сотне наших слов, разнице между вопросом и утверждением, понятиям вроде «никто» и другому синтаксису. В качестве первой попытки для установки двустороннего интерактивного общения между животными и людьми биолог Дениз Герцинг создала игру, в которой дельфины и люди должны учиться разговаривать друг с другом с помощью примитивного языка. Самки дельфинов были более заинтересованы в игре, нежели самцы. Самки дельфинов также приглашали дельфинов других видов присоединиться к ней.

Мы также узнали, что дикие обезьяны Кэмпбелла добавляют суффиксы к определенным звукам, чтобы предупредить других о различной опасности. К примеру, сигнал «крэк» означает, что рядом леопард, их природный противник. Но «крэк-оо» просто предупреждает об опасности, вроде падающей ветки или вторжении других обезьян на их территорию. Обезьянки Дианы также понимают клич обезьян Кэмпбелла.

Другое исследование показало, что взрослые шимпанзе из Нидерландов медленно изменили свой язык, чтобы соответствовать местным шимпанзе, после переезда в Шотландию и подружились с местными животными. Тем не менее непонятно, было ли это изучением второго языка, что свидетельствует о билингвизме, или изменением акцента.

Веселье в стиле 1015 г. до н. э.

Успех поиска внеземной жизни зависит от того, какую технологию внеземная жизнь использует для отправки сигналов. Хотя существа, использующие технологию, могут быть разумными, обратное не всегда будет верным. Вернемся к интеллекту дельфинов. У дельфинов нет конечностей, чтобы изобрести и использовать сложные инструменты, но они довольно умны. Другие типы внеземной жизни могут быть похожими. Так это использование технологий или способность к коммуникации и социализации определяет интеллект?

Неужели мы слишком высокомерны, полагая, что умнее таких существ, как дельфины? Карл Саган отмечал, что «в то время как некоторые дельфины изучили английский — до 50 слов, используемых в правильном контексте — ни один человек не изучил дельфиний». Также они не используют технологии, чтобы убивать друг друга.

Чтобы подготовиться к контакту с инопланетянами, Лоренс Дойл из SETI также намерен исследовать коммуникацию между деревьями. Они используют химические вещества, чтобы сообщать друг другу о вредителях и других угрозах. «Кто знает? Мозги вовсе могут быть не нужны», — говорит он.

В любом из этих двух случаев мы должны были бы отправиться туда, где живут инопланетяне, а не ждать, пока они свяжутся с нами.

Тому, что мы не слышим инопланетян, может быть причина попроще, даже если они похожи на нас. Когда мы используем телескопы, чтобы просмотреть внешний космос, мы видим вещи не такими, какими они являются сейчас. «Мы смотрим назад во времени, поскольку свету необходимо время, чтобы добраться отсюда туда, — объясняет Джонатан Гарднер из NASA. — Поэтому когда мы вглядываемся все дальше, необходимо все больше и больше времени свету, чтобы добраться оттуда, где он был испущен, сюда; мы по сути вглядываемся назад во времени. И если мы заглянем достаточно далеко, мы можем увидеть те дни, когда Вселенная была намного моложе, чем сегодня, когда свет был только испущен этими галактиками».

Если инопланетяне смотрят на нас через свои телескопы, они могут видеть нас в прошлом тоже. К примеру, инопланетяне, живущие в 1000 световых лет от нас, увидят нас в 1015 году нашей эры. Поскольку радиоусилители были изобретены только в 1907 году, потребуется еще по меньшей мере 900 лет, прежде чем инопланетяне смогут уловить радиосигналы с Земли (если они вообще пользуются этой технологией).

Социологи решают

Обычно мы говорим о точных науках — астрономии, информатике, инженерии, физике — в контексте связи с инопланетянами в космосе. Но Дуг Вакоч, директор по межзвездным коммуникациям института SETI, может кое-что рассказать об археологии, антропологии и межзвездных коммуникациях с точки зрения социологов.

Каждый день археологи и антропологи пытаются раскрыть секреты древних цивилизаций по обрывкам информации. Мы никогда не сможем узнать, верны ли их интерпретации. Слишком часто мы основываем свои выводы о цивилизациях прошлого на мыслях наших современных культур. Но у нас хотя бы есть общий человеческий предок. Как мы будем расшифровывать сообщения внеземных культур, о которых мы ничего не знаем, — инопланетян, у которых могут быть иные органы чувств?

Мы также допускаем, что у внеземных цивилизаций будет одна культура. Но на самом деле это может быть единственной общей нитью между людьми и инопланетянами. «Мы должны признать тот факт, что мы могли бы иметь дело с миром, разбитым на разные культурные парадигмы, подобным нашим и состоящим из существ, которые вообще могут не реагировать на контакт, как положено, — считает Джон Трафаган. — Технологические достижения на Земле не всегда были ассоциированы с политической и социальной интеграцией (вспомним Вторую мировую войну). Кажется разумным предполагать, что мы будем иметь дело с существами, разделяющими общую память (между собой), но также спорящими и борющимися, вырабатывающими идеи в рамках этой общей памяти и извлекающими опыт из повседневного общения, как это делают люди».

Проще сказать, что у нас нет никакой надежды расшифровать переговор инопланетян в нашей обычной манере.

Тепловые сигнатуры

Используя данные 100 000 галактик, наблюдаемых космическим аппаратом WISE, ученые искали тепловые сигнатуры, которые могли бы свидетельствовать о существовании развитых инопланетных цивилизаций. «Используя продвинутые, осваивающие космос, цивилизации гигантские объемы энергии звезд своих галактик, чтобы питать компьютеры, корабли, перелеты, связь или же что-то, неподвластное нашему воображению, фундаментальная термодинамика подсказывает нам, что эта энергия должна излучаться в виде тепла средних инфракрасных волн, — говорит исследователь Джейсон Райт из Университета штата Пенсильвания. — Те же основы физики приводят к тому, что ваш компьютер нагревается, когда работает».

К сожалению, ученые не нашли неопровержимых доказательств развитой цивилизации. И это странно, учитывая то, что галактики могли существовать миллиарды лет. Между прочим, они должны были наполниться инопланетянами. Ученые пришли к выводу, что либо инопланетян здесь нет, либо они просто не развиты достаточно для того, чтобы проявлять тепловую сигнатуру.

При всем этом ученые нашли 50 галактик с невероятно высоким уровнем излучения в среднем инфракрасном спектре. Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, каков источник этого тепла: природный или техногенный.

Скромные инопланетяне

Хотя мы не говорим этого вслух, наши предположения об инопланетянах включают веру, что у них есть неограниченные ресурсы, с которыми они работают. Нам кажется, что они должны каждый день отправлять нам сигналы. Если нет, то и инопланетян нет.

Такова человеческая гордыня во всей красе. Если NASA вынуждено урезать свое финансирование, почему инопланетяне не могут встретиться с такой же проблемой? В 2010 году исследование Microwave Sciences показало, что инопланетяне могут отправлять сигналы на более высокой частоте, чем мы полагаем. Ученые SETI слушают в диапазоне волн 1,42–1,72 ГГц, поскольку определенные межзвездные облака испускают радиацию на такой частоте. Однако исследователи Microwave Sciences считают, что инопланетяне скорее будут использовать частоту порядка 10 ГГц, поскольку им создать мощный пучок волн этой частоты проще и дешевле.

Для сохранения ресурсов инопланетяне могут скорее транслировать короткие импульсы, похожие на твиты в Twitter, нежели выдавать непрерывный сигнал. Возможно, инопланетяне построили бы мощный маяк и повернули его к диску Млечного Пути, чтобы дать сигнал на большинство звезд в галактике. Таким образом, они могли бы отправить 35-секундный взрыв импульсов на каждую звезду в пределах 1080 световых лет.

Но с таким подходом удалось бы послать сигнал только несколько раз в год. «Астрономы видели некоторые необъяснимые сигналы, которые длились десятки секунд, но затем никогда не повторялись, — говорит Бенфорд. — Некоторые из них могли быть посланы внеземными маяками, но тогда не было достаточно наблюдательного времени, чтобы дождаться повторения сигналов».

Это, в принципе, может объяснить 72-секундный сигнал WOW, зафиксированный ученым SETI в 1977 году. Некоторые ученые полагают, что это было послание чужих цивилизаций. Сигналом WOW он называется, поскольку человек, услышавший его, написал «Wow» на полях своего блокнота. Неизвестно, откуда и что это было. И больше его никто не слышал.

ДНК на другой основе

В основе наших убеждений лежит и то, что вода необходима для жизни. Однако сейчас ученые изучают, могут ли другие жидкости вроде метана, покрывающего луну Сатурна Титан, быть основой для жизни. Нам понадобились бы разные типы молекул, простые эфиры, чтобы производить жизненно необходимые химические взаимодействия, причем в условиях теплее, чем на Титане. Собранные вместе, простые эфиры могут сочетаться в комплексные полиэфиры и рождать живые вещи. Молекулы ДНК и РНК, существующие на Земле, нерастворимы в углеводородах.

Как и вода, углеводороды могут быть жидкими, твердыми или газообразными. Твердые и газообразные углеводороды не позволят биомолекулам взаимодействовать и создать жизнь, поэтому необходимо искать жидкие углеводороды — такую себе «нефтяную» Землю. Октан остается жидким при большом температурном диапазоне, обеспечивая наиболее благоприятные условия для жизни. Пропан и метан также работают, но в меньшем диапазоне температур. К сожалению, все говорит о том, что Титан слишком холодный, чтобы поддерживать жизнь.

«В нашей собственной Солнечной системе у нас нет планеты, которая будет достаточно большой и достаточно близкой к Солнцу, с нужной температурой для поддержания углеводородных океанов на поверхности», — говорит Стивен Беннер из Фонда прикладной молекулярной эволюции. Однако учитывая число новых солнечных систем, которые мы находим, очень скоро мы можем обнаружить искомую планету с жизнью, плещущейся в океанах из углеводородов.

Сценарии контакта

Хотя маловероятно, что мы столкнемся лицом к лицу с разумными инопланетянами в скором времени, вполне возможно, что они живут под землей на одной из планет или лун в нашей Солнечной системе. Также они могут обитать в поясе астероидов.

В 1950 году американские военные разработали «Семь шагов к контакту», план для выполнения первого контакта с разумными инопланетянами. Во-первых, мы должны изучить их издалека и собрать максимально возможный объем данных. Затем мы должны тайно их навестить, чтобы оценить уровень оружия и транспортных средств. Если наши технологии будут лучше, мы должны приблизиться к планете инопланетян, чтобы увидеть, насколько они враждебны. Если ни насколько, необходимо ненадолго приземлиться в удаленной и ненаселенной зоне планеты, чтобы взять образцы растений и животных. Военные также проинструктированы похитить несколько инопланетян, не причиняя им вреда.

После этого мы должны предпринять слабенькие подходы, чтобы инопланетяне нас заметили, но оставаясь вне досягаемости. Лучше бы, если бы много инопланетян смотрело на наш корабль, но при этом чтобы мы выглядели дружелюбными. Наконец, если мы решим, что это безопасно, мы можем приземлиться и встретиться с ними.

Эта процедура остается практически неизменной, но день, когда мы можем ее применить, приближается. Неясно, что случится, если мы столкнемся с высшим разумом. Будем надеяться, что он окажется дружелюбным. Если нет, придется рвать когти.

Наносенсор

Когда мы ищем жизнь на других планетах, мы, как правило, пытаемся обнаружить биохимическую сигнатуру. Однако наши методы частенько дают ложноположительный результат.

Ученые MIT Сара Сигер и Уильям Бэйн считают, что мы должны расширить поиск за пределы известных метановых, кислородных и других биосигнатур. «Мы знаем, что есть не так много легкодоступных планет, — говорит Сигер. — Мы хотим убедиться, что не пропустим никаких сигнатур, пытаясь выйти за пределы привычных вещей. Кислород — отличный биосигнатурный газ для Земли, но каковы шансы, что он будет присутствовать на экзопланете?».

Продвигая идею того, что внеземная жизнь может сильно отличаться от нас, Сигер и Бэйн указывают на «зоопарк» разнообразных экзопланет, которые мы обнаружили на данный момент. «Весьма интересен вывод о том, что самый распространенный тип планет в нашей галактике — планеты размером между Землей и Нептуном — новый класс планет, которым не представлены ни земные, ни гигантские планеты, нет также принятой теории их образования», — писали Сигер и Бэйн.

Чтобы выйти за пределы этих ограничений, ученые из Бельгии и Швейцарии недавно испытали новое устройство, которое обнаруживает жизнь без определения биосигнатуры. Используя кантилевер (луч, зафиксированный на одном конце), детектор нанодвижения просматривает поверхность в поисках мельчайших флуктуаций в метаболической активности клеток или их движений. Ученые успешно испытали свое устройство на бактериях, человеческих клетках, клетках мышей и растений и дрожжах. Потом они убили клетки и снова провели испытания, чтобы убедиться, что устройство может корректно отличать живые сигналы от мертвых. Этот наносенсор также успешно справился с образцами почвы и воды, содержащими микроорганизмы. На Земле эксперимент занимает примерно 10 минут.

Хотя необходимо провести дополнительные исследования, детектор нанодвижений может быть прорывным методом поиска внеземной жизни. Он простой, быстрый, маленький и не требует биохимической информации. Если мы совместим его с биохимическими датчиками, у нас появится довольно мощный способ поиска жизни в местах вроде лун Сатурна.

Лучшее место для поиска жизни

По большей части игнорируя внешнюю Солнечную систему, мы тратим много ресурсов на исследование Марса, в надежде обрести инопланетную жизнь там. Вполне возможно, что на Красной планете мы что-то да найдем. Но ледяные луны — вроде Энцелада (Сатурн), Европы (Юпитер) и Ганимеда (Юпитер) — во внешней части нашей Солнечной системы могут иметь высокие шансы на содержание жизни. У многих этих спутников есть подземные океаны.

«В настоящее время пять орбитальных и два поверхностных робота исследуют Марс, — говорит Кори Пауэлл из журнала Discovery. — А вот сколько роботов исследуют четыре луны: Европу — 0, Ганимед — 0, Энцелад — 0, Титан — 0. Мы могли искать жизнь вообще не в тех местах».

Одна из причин, по которой мы игнорируем внешнюю Солнечную систему, заключается в затратах времени и денег, необходимых, чтобы добраться до нее. До Марса мы можем добраться в среднем за восемь месяцев. Но может понадобиться шесть-восемь лет, чтобы долететь до Юпитера и Сатурна соответственно. Впрочем, на Сатурн мы уже отправили космический аппарат «Кассини», тогда как Clipper будет запущен на Европу в 2022 году. Космический телескоп Хаббл и зонд «Галилей» также собирают информацию о Ганимеде и Энцеладе.

На текущий момент лучшим местом для поиска внеземной жизни может быть Энцелад. В дополнение к жидкой воде, которая имеется под ледяной коркой поверхности луны, ученые обнаружили свидетельства активности гидротермальных источников на морском дне спутника. Тепло и вода — важные детали жизни. Кроме того, подземный океан Энцелада должен контактировать с мантией луны, а значит вода смешивается с богатыми минералами вроде серы. И хотя щелочность такой воды довольно высока, с pH 11-12, на Земле жизнь может формироваться в похожих щелочных условиях.опубликовано econet.ru

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet