Лев Мухин - Планеты и жизнь
Только в XVIII веке исследования строения Вселенной встали на экспериментальную основу. Это случилось вскоре после того, как девятнадцатилетний немецкий органист В. Гершель в 1757 году в поисках удачи переселился из Ганновера в Англию. Все свое свободное время, а он был "штатным" органистом Октагональной капеллы города Бат, Гершель отдал изучению астрономии и изготовлению телескопов. 13 марта 1781 года Гершель увидел в телескопе объект и подумал, что это "или любопытная туманная звезда, или комета". Позднее выяснилось, что это планета Уран.
Король Георг III пожаловал Гершелю звание придворного астронома и 200 фунтов стерлингов в год, что дало ему возможность оставить музыку и открыть впоследствии около 2500 туманностей и звездных скоплений.
"Я проник в пространство глубже, чем какое-либо человеческое существо до меня; я наблюдал звезды, свет от которых, как можно доказать, идет два миллиона лет, прежде чем он достигнет Земли", - говорил Гершель.
На надгробном памятнике отца современной астрономии высечена надпись: "Caelorum perrupit claustra" - "Он проник сквегзь преграды небес".
Сегодня, спустя почти 200 лет после великого открытия Гершеля, мы знаем, что число звезд в нашей Галактике оценивается величиной 10 п, или сто миллиардов. Астрономы классифицируют звезды по температуре: горячие, голубые, называются звездами класса О, В, А, менее горячие, желтые, звезды - F, G, красные звезды - К, М. Это так называемая Гарвардская классификация.
Английские студенты, чтобы особенно не напрягаться при запоминании порядка букв, обозначающих различные классы звезд, придумали мнемоническое правило:
О, ве a fine girl, kiss me. (Будь хорошей девочкой, поцелуй меня.)
Нетрудно видеть, что первые буквы слов в этой фразе (которую, по всей видимости, каждый студент может произнести достаточно уверенно) соответствуют Гарвардской классификации.
Я завел разговор о звездах - этих огромных газовых шарах, раскаленных до миллионов градусов, потому 4то среди тысячи миллиардов звезд нашей Галактики в одном из ее спиральных рукавов есть желтая звезда класса G2 Солнце. Ни по температуре, ни по размерам она не отличается от сотен тысяч других звезд этого класса. Солнце имеет несколько спутников, обращающихся вокруг него по эллиптическим орбитам.
Эти спутники называются планетами.
Можно ли считать, что планетная система - большая редкость во Вселенной? Вряд ли. Исследования моделей образования планет, проведенные на электронно-вычислительных машинах в США, в Принстоне, и в СССР, в Институте прикладной математики, показали, что планетные системы должны быть обычным явлением в жизни Галактики.
Современные астрономические средства наблюдения не позволяют увидеть планеты даже у самых близких к Солнцу звезд. Почему же мы акцентируем внимание читателя на планетных системах? Дело в том, что солнечная планетная система имеет одну удивительную особенность. На третьей от Солнца планете - Земле есть разумная жизнь, есть технологически развитая цивилизация.
Сегодня человечество не знает, одиноко ли оно во Вселенной, или, быть может, в эту минуту на расстоянии тысяч световых лет где-нибудь в глубинах Космоса стартуют с неизвестной планеты звездолеты другой цивилизации. "Мы не одиноки во Вселенной", - говорит членкорреспондент Академии наук СССР Н. Кардашев.
"Жизнь - уникальное явление, мы одиноки", - утверждает его учитель член-корреспондент Академии наук СССР И. Шкловский.
Такие полярные точки зрения в науке не уникальны.
Известно немало примеров ожесточенных споров между выдающимися умами человечества. Так, А. Эйнштейн не признавал многие положения квантовой механики и полемизировал по этому поводу с родоначальником нового направления в физике Н. Бором.
Великий Эйнштейн заблуждался. Квантовая теория - мощный инструмент современной физики, подкрепленный большим числом экспериментальных фактов. Но дискуссия с Бором стимулировала развитие теоретической физики.
А как же быть в нашем случае?
Ведь, прежде чем говорить об уникальности земной жизни или, наоборот, о внеземном разуме, необходимо попытаться понять, что такое жизнь, случайно или закономерно возникла она в нашей солнечной системе. Наконец, как она возникла?
В свое время известный астроном X. Шепли, упоминая об ограниченности наших знаний, о Вселенной, сформулировал три основных вопроса, на которые человечеству предстоит дать ответ:
Что такое Вселенная?
Как она устроена?
Почему она существует?
Шепли говорил, что первый вопрос представляется самым простым и на него можно дать "бойкий", хотя и неполный, ответ. Относительно второго вопроса также можно кое-что сказать. А вот в ответ на третий ".. мы можем лишь воскликнуть: один бог знает!".
Поставим те же вопросы применительно к жизни и сразу же увидим, что не можем дать полного ответа ни на один из них.
Что такое жизнь?
Как она устроена?
Почему она существует (как она возникла?)?
Интерес к проблеме жизни в целом настолько велик, что он привлекал и привлекает внимание самых выдающихся мыслителей. Напомним, что в той или иной мере этой проблемой были увлечены Аристотель и Платон, Эйнштейн и Бор, Крик и Бернал и многие другие выдающиеся ученые. По всей видимости, для человечества не существует более значительной проблемы, чем проблема возникновения и функционирования живой материи.
Но прежде чем перейти к подробному анализу идей и гипотез о происхождении жизни, необходимо ознакомиться хотя бы вкратце с современными представлениями об эволюции звезд и планет. Ведь бессмысленно строить схемы возникновения жизни в отрыве от конкретных физических условий. Кроме того, как мы видели, даже сейчас высказываются мысли о вечном существовании жизни во Вселенной. Подобная платформа вообще снимает проблему происхождения жизни с повестки дня, переводя ее в сферу теологии. Поэтому полезно совершить короткую экскурсию всего на 15 миллиардов лет назад и взглянуть на рождение нашего мира, или, как его назвал знаменитый английский астроном Д. Джине, Великой Вселенной.
Итак, 15 миллиардов лет назад произошел Большой Взрыв - родилась Вселенная.
Общепринята сегодня теория горячей Вселенной. Эта теория утверждает, что на самом раннем этапе была космическая протокапля, состоявшая из фотонов, протонов, электронов и нейтрино. Она была сжата до чудовищных плотностей. Некоторые ученые считают, что плотность первичной капли достигала величины 1091 граммов в кубическом сантиметре. Тогда радиус Вселенной в начальный момент был всего... 10~12 сантиметра. Но ведь известно, что приблизительно таков радиус электрона!
При подобных плотностях и линейных размерах обычные понятия и законы физики, в том числе и общая теория относительности, полностью неприменимы. Естественно, что ни о какой жизни не может идти речи. Понятие "время" также лишено смысла.
Если вести отсчеты от момента Взрыва, то уже через 0,01 секунды температура капли составляла приблизительно тысячу миллиардов градусов. Ни на Земле, ни на Солнце мы не можем даже представить себе подобных температур. Через 30 секунд температура снизилась "всего" до нескольких миллиардов градусов, и началось образование гелия. Конечно, говорить о какойлибо жизни при подобных температурах бессмысленно, да и где она могла существовать? Ведь тогда не было даже звезд (не говоря уже о планетах), а из элементов существовали только водород и гелий.
Поэтому забудем пока о Большом Взрыве и посмотрим на наш молодой мир, когда после Взрыва прошел приблизительно миллиард лет. Если считать по человеческим меркам, Вселенная была годовалого возраста.
За этот промежуток времени от чудовищной протокапли не осталось и следа. Горячий мир стал остывать. Появились пылевые облака. Часть этих облаков сжималась, начали вспыхивать звезды. В них происходили сложные процессы синтеза элементов.
Но где же в Космосе те места, те объекты, на которых могла возникнуть жизнь? Мы знаем, что есть звезды, есть газопылевые облака, планеты, метеориты, кометы. Кому же из них отдать предпочтение?
Глава II
ГДЕ И ИЗ ЧЕГО ЗАРОЖДАЕТСЯ ЖИЗНЬ?
За последние несколько лет при исследовании радиоастрономическими методами газопылевых облаков в Галактике в них было обнаружено несколько типов органических соединений. Особенно отметим синильную кислоту, формальдегид, метиламин, спирты. (Все эти простые молекулы - ключевые исходные продукты для синг теза более сложных соединений, абсолютно необходимых для жизни, например, аминокислот - строительных блоков белка.) Такое открытие тем более удивительно, что раньше в газопылевых облаках предполагалось лишь присутствие водорода и некоторого числа двухатомных соединений. Поскольку эти облака (или их фрагменты) отождествляются как районы зарождения звезд и планетных систем, то подобные результаты наблюдений представляют исключительный интерес.
