Лев Мухин - В нашей галактике
Бесспорно, ход эволюции неумолим, и жизнь, если бы она возникла, развивалась бы и на другой планете. Но кто может гарантировать, что небольшое понижение средней температуры не задержало бы ход развития в два, три… десять раз? Даже для чисто химической эволюции эти цифры вполне реальны: ведь при изменении температуры на 10 градусов скорости химических реакций изменятся примерно в два раза. А зависимость скорости биологической эволюции от температуры неизвестна.
А другие факторы! Скажем, уровень радиации, соленость первобытных морей или их кислотность. Кто знает, как это повлияло бы на ход эволюции? Никто.
Именно поэтому кажется вполне допустимым, что могут быть задержанные во времени по отношению к нам инопланетные биосистемы, у которых сегодня уровень развития находится, скажем, на ступени появления сине-зеленых водорослей или кистеперых рыб. Более того, нельзя исключить, что при совершенно незаметных изменениях природных условий разум не появится вообще. А ведь последовательно развивая эту точку зрения, можно прийти к выводу, что для возникновения разумной жизни нужны точно такие же условия, как на Земле. Вероятность этого, конечно же, исчезающе мала.
Слабость изложенной позиции состоит в том, что степень нашего незнания делает допустимыми крайние, альтернативные позиции. Можно ведь предположить, что существуют планеты и с более благоприятными, чем на Земле, условиями для развития жизни (поскольку мы не знаем, какие условия оптимальны). И тогда, возможно, прав Н. Кардашев, утверждающий, что в центре Галактики давно существует жизнь и уровень развития цивилизаций там таков, что современному человеку трудно себе его представить.
Главные вопросы — есть ли внеземные цивилизации, где и как их искать — остаются открытыми. Существует, однако, возможность «сузить» задачу и попробовать оценить, конечно в чисто вероятностном плане, число технологических цивилизаций нашего, земного типа в Галактике.
На первый взгляд подход к такой задаче очевиден. Нужно просто взять число звезд типа Солнца (желтых карликов G2) в Галактике, а их количество приблизительно известно, принять, что около каждой из таких звезд есть хотя бы одна обитаемая планета, и тогда получится «оценка сверху». Но такой подход не совсем корректен, ибо трудно говорить о равенстве условий для звезд, расположенных ближе к центру Галактики, и для звезд, удаленных от центра. Здесь наши знания ограничены, и такой подход неизбежно нес бы отпечаток произвола. Тем более что в последнее время советский астрофизик Л. Марочник обратил внимание на особые условия узкой кольцевой области Галактики, в которой заключена галактическая орбита Солнечной системы.
О каких особых условиях идет речь и каким образом их можно связать с проблемой внеземных цивилизаций?
Хорошо известно, что многие галактики, и в том числе наша, имеют спиральную структуру. Вспомним, что, глядя на нашу Галактику сверху, мы смогли бы увидеть два гигантских рукава. Галактика вращается. Угловая скорость ее вращения убывает по мере удаления от ее центра, а спиральные рукава вращаются с постоянной скоростью, так, как если бы они представляли собой твердые образования. Это очень важный факт, из которого следует, что на каком-то вполне определенном расстоянии Rк от центра Галактики и сама Галактика и рукава вращаются синхронно. Именно радиус Rк и определяет так называемый коротационный круг, а зона коротации — узкое кольцо, охватывающее коротационный круг, — единственное, особо выделенное место в каждой спиральной галактике. Наша Солнечная система находится как раз в зоне коротации, то есть в особых условиях. В таких же условиях находятся и все остальные объекты коротационного тора.
Исключительно важным является тот факт, что условия звездообразования и эволюции газопылевых облаков в зоне коротации и вне ее существенно различны.
Это предоставило возможность Л. Марочнику и мне предложить галактический антропный принцип (ГАП), согласно которому формы жизни и цивилизации нашего типа могут возникать лишь в галактических поясах жизни — коротационных торах. Конечно, это лишь гипотеза. Однако то, что Солнечная система находится в Галактике «на особом положении», делает гипотезу привлекательной.
Солнце вместе с системой планет находится между спиральными рукавами Персея и Стрельца и медленно двигается по направлению к рукаву Персея. Для ГАП исключительно важно то обстоятельство, что «время жизни» Солнечной системы одного порядка со временем, которое она проводит в межрукавном пространстве. Почему?
При втекании межзвездного газа, вращающегося вместе с галактическим диском, в спиральный рукав на его внутренней кромке возникает галактическая ударная волна, в которой происходит сжатие газа. И тогда в этом районе начинается рождение звезд, причем как звезд типа Солнца, так и массивных сверхновых II типа.
Есть основания считать, что именно вспышка сверхновой инициировала рождение Солнечной системы, а «спокойная жизнь» Солнца и планет началась лишь тогда, когда наша звезда покинула свое место рождения и рукав Стрельца и вышла в межрукавное пространство. Именно здесь жизнь, зародившаяся на Земле, достигла уровня технологической цивилизации.
Напомним, что при вхождении в другой рукав наша цивилизация может погибнуть под влиянием облучения от вспыхивающих здесь сверхновых. Такая же участь может, по-видимому, ожидать и другие цивилизации, возникшие в коротационной зоне. Поэтому полное время жизни цивилизации нашего типа согласно ГАП есть время, в течение которого соответствующая звезда с ее планетной системой (и жизнью в ней) движется от рукава к рукаву. При этом очевидно, что в коротационном торе могут существовать цивилизации, не дошедшие до нашего уровня развития, а могут быть и перешагнувшие его.
Используя некоторые астрономические данные, можно оценить время, оставшееся нашей цивилизации до ее вероятной гибели.
Сначала следует посмотреть, на каком расстоянии от Солнца может вспыхнуть сверхновая и как этот взрыв повлияет на «земную биологию». Впервые вопрос о влиянии, которое может оказать вспышка близкой сверхновой на «земную биологию», рассмотрели В. Красовский и И. Шкловский в 1957 году.
Мы провели ряд интересующих нас оценок в свете идей ГАП. Эти оценки показали, что вероятное расстояние, на котором может вспыхнуть ближайшая к Солнцу сверхновая при входе Солнца в рукав, составляет примерно 10 парсек (около 32 световых лет). Как показал И. Шкловский, главным эффектом от вспышки близкой сверхновой является увеличение интенсивности космических лучей приблизительно на два порядка в области, окружающей сверхновую, радиусом 10 парсек.
Грубые оценки показывают, что при облучении, которому подвергнутся люди при возможной вспышке сверхновой неподалеку от Солнечной системы, ежегодно должно вымирать примерно 0,056 процента населения земного шара. Таким образом, за 104 лет может погибнуть все население, если гибель не перекрывается воспроизводством — естественным приростом населения за счет рождаемости.
В современных условиях ежегодный прирост населения составляет приблизительно 2,3 процента, что существенно перекрывает риск гибели. Однако в более ранние эпохи прирост численности населения был существенно ниже. Так, в палеолите он составлял всего 0,0004–0,007 процента, и поэтому на ранних этапах эволюции нашей цивилизации близкая вспышка сверхновой должна была стать гибельной для человеческой популяции, так как естественный прирост населения меньше, чем риск гибели. С другой стороны, в будущем прирост населения должен резко сократиться, так как наша планета вряд ли может обеспечить жизнедеятельность более 10 миллиардов человек. Поэтому можно предположить, что в будущем риск гибели от облучения также будет существенно выше, чем возможный прирост.
Конечно, сейчас трудно делать столь долговременные прогнозы о будущем нашей цивилизации, которая, с одной стороны, может сама себя уничтожить вследствие глобальной ядерной войны, а с другой — может изобрести эффективные средства защиты своей планеты от долговременного облучения.
Что ж, будем, как говорится, надеяться на лучшее, а сейчас, используя ГАП, оценим верхний предел полного числа цивилизаций нашего типа в Галактике. Можно показать, что в зоне коротации находится примерно 7·107 звезд типа Солнца (G2-карликов). В области с радиусом в 25 парсек, окружающей Солнце, G2-карликов приблизительно 2–3 процента.
Тогда, если предположить, что каждая звезда имеет планетную систему, на планете есть жизнь, есть разум и есть технология (а в сущности, такая гипотеза следует духу ГАП), возможное число цивилизаций нашего технологического уровня в зоне коротации будет около сорока миллионов.
Это весьма значительная величина. Не представляет труда найти отношение возможного числа цивилизаций более развитых, чем наша, к числу отстающих от нас по своему уровню. Это отношение равно примерно 0,7.
