За триллион лет до Большого взрыва

За триллион лет до Большого взрыва

Существуют ли внеземные цивилизации?

И. С. Шкловский

(Земля и Вселенная, 1985. - N 3. - С.76 - 80.)

Не приходится доказывать то давно известное обстоятельство, что наука не может пол....

Существуют ли внеземные цивилизации?

И. С. Шкловский

(Земля и Вселенная, 1985. - N 3. - С.76 - 80.)

Не приходится доказывать то давно известное обстоятельство, что наука не может получить достаточно полное представление об изучаемом объекте, если он известен в одном-единственном экземпляре. Изучение природы всегда начинается с классификации, систематики. Приведу два примера.

В настоящее время, несмотря на огромные успехи науки в исследовании планет (прежде всего - прямыми методами космонавтики) и Солнца, вопрос о происхождении нашей Солнечной системы весьма далек от ясности. Напротив, происхождение и эволюция звезд, несравненно более удаленных и потому недоступных исследованиям прямыми методами, стали известны достаточно хорошо. В этой области знания успехи просто поражают воображение. В чем причина такой парадоксальной ситуации? Она очевидна: планетная система нам пока известна в одном экземпляре, между тем как астрономы с помощью мощных инструментальных средств уже давно наблюдают гигантское количество звезд, находящихся на разных стадиях эволюции^[1].

Совершенно неясен и полностью запутан вопрос о происхождении жизни на Земле. Дело доходит до того, что один из ведущих биологов современности Ф.Крик сравнительно недавно пытался возродить вариант старинной гипотезы панспермии (корни которой восходят еще к учению отцов церкви о "зародышах жизни"). Неприемлемость гипотезы панспермии видна хотя бы из того, что жизнь есть категория историческая, а отнюдь не вечная, как считал С.Аррениус. Ее не могло быть на ранних этапах эволюции Вселенной, когда не существовало ни звезд, ни галактик, ни даже тяжелых элементов. Поэтому не уйти от ответа на вопрос: как же живое произошло от неживого? Нелепо для этого искать вместо первобытной Земли какие-то другие космические объекты с совершенно неясными физическими условиями.

Столь плачевное состояние этой проблемы объясняется тем простым обстоятельством, что других форм жизни во Вселенной (кроме земной) мы не знаем. Поэтому возникает важный вопрос о распространенности жизни во Вселенной. Не следует, однако, впадать в черный пессимизм. Мы, астрономы, возлагаем большие надежды на орбитальный оптический телескоп с диаметром зеркала 2,4 м, который начнет работать через год. Есть основания полагать. что с его помощью удастся обнаружить ближайшие к Солнцу планетные системы. Что касается внеземной жизни, то есть надежда обнаружить ее по тем преобразованиям, которые она в процессе своей эволюции осуществляет в атмосферах материнских планет (вспомним происхождение кислорода в земной атмосфере).

А пока мы можем только строить более или менее обоснованные гипотезы о распространенности жизни во Вселенной и возможных путях ее развития. При этом следует опираться на огромное количество фактов, уже известных нам о Вселенной, и, конечно, на биофизику, биохимию, генетику и эволюционную биологию. Так как материальными носителями жизни являются сложные и сверхсложные молекулы, в структуре которых решающую роль играют тяжелые элементы^[2], то возникновение жизни во Вселенной следует отнести к эпохе, когда химический состав значительного количества звезд (но, разумеется, не всех) был уже близок к современному. Грубая оценка дает значение параметра красного смещения для этой эпохи Z₁ » 4-5, откуда тогдашний возраст Вселенной T=T₀(1 Z₁)^-1/2 » 10⁹ лет, где T₀ » 16 млрд лет - наиболее вероятное значение современного возраста Вселенной. Можно полагать, что с тех пор благоприятные условия для возникновения жизни время от времени возникали в разных галактиках. В нашей Солнечной системе, на одной из ее планет - Земле, такие условия появились довольно скоро после ее образования 4,6 млрд. лет назад^[3]. Не следует при этом забывать, что сам процесс образования Солнечной системы был растянут на добрую сотню миллионов лет. Так как процесс образования звезд и планетных систем идет во Вселенной непрерывно, можно утверждать, что отдельные очаги жизни в ней могут иметь возраст (а следовательно, и время для своей эволюции) примерно от 15 млрд до немногих сотен миллионов лет.

Следовательно, наша земная жизнь принадлежит к числу довольно древних.

Мы, однако, в настоящее время решительно ничего не можем сказать о вероятности возникновения жизни на какой-нибудь молодой планете. Пример нашей Солнечной системы, в которой имеется только одна обитаемая планета - Земля, наглядно демонстрирует, что жизнь возникает далеко не на каждой планете. Сейчас нельзя исключить утверждение, что доля обитаемых планет может быть неопределенно малой.

И пока мы не откроем за пределами Солнечной системы планет, атмосферы которых преобразованы жизнью, ощутимого продвижения в решении этой увлекательной проблемы, по-видимому, не будет.

К решению этой проблемы, казалось бы, можно подойти с биохимической стороны, экспериментально синтезировав простейшее живое вещество "в пробирке". Вряд ли, впрочем, подобный эксперимент решит вопрос о механизме возникновения жизни на первобытной Земле, ибо мы слишком плохо, весьма "общо" представляем себе господствовавшие на ней физические и химические условия. Специфика проблемы жизни во Вселенной состоит в том, что эта проблема очень четко и ясно может быть сформулирована, но не может в обозримый промежуток времени быть решена научными, т.е. прежде всего - экспериментальным и наблюдательным, методами. В этом отношении она значительно труднее, чем такие острые проблемы современной физики, как, например, вопрос о конечной массе покоя нейтрино, спонтанном распаде протонов, Великом объединении взаимодействий и даже вопрос о других вселенных.

Особо стоит вопрос о разумной жизни за пределами Земли. Излишне подчеркивать, что с давних времен он волнует человечество больше всего, во всяком случае, больше, чем вопрос о "простой", неразумной жизни во Вселенной. Что же можно сказать по этому поводу? Конечно, если во Вселенной способны существовать отдельные очаги жизни, то почему бы и не быть очагам разумной жизни? Эволюция жизни от простейших форм к самым сложным - очень длительный и весьма сложный процесс. Основные движущие силы этого процесса - дарвиновский естественный отбор и мутации. Можно полагать, что это справедливо не только для земной, но и для внеземной жизни, ибо ресурсы питания и обеспечения жизнедеятельности организмов, где бы они ни развивались, всегда ограничены. В процессе эволюции по причине суровой необходимости возникали те или иные важнейшие, зачастую очень сложные "изобретения", обеспечивавшие выживание видов живых существ. К числу таких "изобретений" следует отнести, например, фотосинтез, "камерное" зрение и многое другое. Мы можем рассматривать разум как одно из подобных "изобретений". Как и другие "изобретения", возникшие в ходе эволюционного процесса, он дает соответствующему виду сначала небольшие, а потом все возрастающие преимущества в борьбе за существование.

Отличительная особенность разума - необычайно короткая временная шкала его развития. У вида Homo Sapiens эта шкала исчислялась вначале сотнями и десятками тысяч лет. Однако с наступлением технологической эры темп развития катастрофически ускорился. Вид, наделенный разумом, выходит из равновесия с биосферой и вступает в фазу взрывной экспансии. На этой фазе развития разум перестает быть одним из средств, обеспечивающих выживание вида. Он становится могучим самостоятельным фактором. Это хорошо заметно на примере эволюции человечества. Ведь для обеспечения существования вида Homo Sapiens было бы вполне достаточно мозга неандертальца. Разумному виду становится "тесно" на материнской планете. Начинается экспансия в космос с последующим его преобразованием. Этот процесс экспансии может быть уподоблен ударной волне. В сферу деятельности разумного вида вовлекаются все более значительные ресурсы вещества и энергии. Вполне надежные, научно обоснованные оценки показывают, что в принципе для овладения материальными и энергетическими ресурсами материнской планетной системы достаточно какой-нибудь тысячи лет. Если, например, нынешняя скорость переработки энергии примерно10²⁰ эрг/с, то через тысячелетие она может достигнуть порядка 10³⁰ эрг/с при расселении человечества во всей Солнечной системе, которую разумные существа способны преобразовать в искусственную биосферу с ресурсами, в миллиарды раз большими, чем естественные, "материнские". Одновременно высочайшего уровня достигнет искусственный разум, который, в сущности, уже нельзя будет отделить от носителей "естественного" разума. На такой путь развития много лет назад указал К.Э.Циолковский, а в недавнее время - Ф.Дайсон. Но этим прогресс (если это можно назвать прогрессом) не ограничится. С неизбежностью "ударная" волна разума начнет распространяться на всю Галактику, на что впервые обратил внимание Н. С. Кардашев. Для овладения ресурсами звездной системы и полного ее преобразования, по самым консервативным оценкам, потребуется только несколько миллионов лет. Этот срок совершенно ничтожен по сравнению с 10 - 15- миллиардолетней историей эволюции Галактики или даже с 200- миллионолетним периодом ее вращения!

Может показаться, что речь идет не о научной проблеме, а о каком-то фантастическом комиксе на модную еще недавно космическую тему. Увы, это не так. Речь идет о реальном анализе перспектив развития человечества на достаточно долгий срок. Отсюда следует, что проблема внеземных цивилизаций - проблема не только астрономическая, техническая и биологическая, но и социологическая, вернее, футурологическая. Мы имеем дело со сложнейшей комплексной проблемой.

Можно, конечно, предположить, что разумные существа, поняв гибельность неограниченной экспансии, стали на путь жесткого ограничения с прекращением количественного роста основных показателей своих цивилизаций. Вряд ли, однако, допустимо считать такую стратегию развития одинаковой для всех цивилизаций. Это нереально. Кроме того, развитие "только вглубь" скорее всего - иллюзия.

Неизбежен вывод, что хотя бы малая часть возникших во Вселенной, в частности в Галактике, цивилизаций должна стать на путь неограниченной экспансии. Но в таком случае мы наблюдали бы космические проявления разумной жизни, т.е. своего рода "космические чудеса". И здесь мы подходим к основному пункту: несмотря на неимоверно возросшую эффективность наших телескопов и приемников радиации во всем диапазоне электромагнитных волн, никаких "космических чудес" обнаружить не удалось. А ведь современная астрономия стала всеволновой! Не видно на небе никаких "сфер Дайсона", не слышно позывных наших предполагаемых "братьев по разуму", не наблюдаются следы космической строительной деятельности, никто, никогда не посещал нашу старушку Землю (а, казалось бы, - должны, уж очень симпатичная и комфортабельная планета!). И это при огромном желании землян встретиться с упомянутыми братьями, отражением чего является массовый психоз с "Неопознанными Летающими Объектами". Молчит Вселенная, не обнаруживая даже признаков разумной жизни. А могла бы! Ведь должны же быть, например, у сверхцивилизаций мощные радиомаяки. Можно утверждать, однако, что в соседней галактике М 31, насчитывающей несколько сот миллиардов звезд, ничего подобного нет.

"Молчание" космоса представляет собой важнейший научный факт. Он требует объяснения, так как находится в очевидном противоречии с концепцией неограниченно развивающихся могучих сверхцивилизаций. Таким образом, проблема "внеземных цивилизаций" оказалась как бы "перевернутой". Представлялось, что мы имеем дело с задачей о "поиске иголки в стоге сена". В действительности дело сводится к задаче о "шиле в мешке". Самое простое, можно сказать, тривиальное объяснение феномена "молчащей Вселенной": сверхвысокоразвитых внеземных цивилизаций в ближайших окрестностях Большой Вселенной (например, в Местной системе галактик) просто нет. Даже при широкой распространенности феномена жизни во Вселенной это вполне возможно. Нужно только сделать естественное предположение, что в процессе эволюции жизни искомые сверхцивилизации либо не реализуются совсем, либо в силу внутренних причин своего развития (например, неизбежного разрушения породившей их биосферы) имеют очень малое время существования.

Если мы придерживаемся вполне единственного взгляда, что разум есть одно из "изобретений" эволюционного процесса, то не следует забывать, что не все "изобретения" в конечном счете являются полезными для данного вида. Природа слепа, она действует "ощупью", методом "проб и ошибок". И вот оказывается, что огромная часть "изобретений" не нужна и даже вредна для процветания вида. Так возникают "тупиковые ветви" на стволе дерева эволюции. Количество таких ветвей неимоверно велико.

По существу, история эволюции жизни на Земле - это кладбище видов. Характерным признаком эволюционного тупика у некоторого вида служит гипертрофия какой-нибудь функции, приводящая к прогрессивно растущему нарушению гармонии. Вспомним чудовищно гипертрофированные средства защиты и нападения (рога, панцири и пр.) у рептилий мезозоя. Или, например, неправдоподобно развитые клыки саблезубого тигра. И невольно напрашивается аналогия: а не являются ли современные гипертрофированные в высшей степени противоречивые "применения" разума у вида Homo Sapiens указанием на грядущий эволюционный тупик этого вида?

Другими словами, не является ли самоубийственная деятельность человечества (чудовищное накопление ядерного оружия, уничтожение окружающей среды) такой же гипертрофией его развития, как рога и панцирь какого-нибудь трицератопса или клыки саблезубого тигра? Наконец, не является ли тупик возможным финалом эволюции разумных видов во Вселенной, что естественно объяснило бы ее молчание?

Став на точку зрения, что разум - это только одно из бесчисленных "изобретений" эволюционного процесса, да к тому же не исключено, приводящее вид, награжденный им, к эволюционному тупику, мы, во- первых, лучше поймем место человека во Вселенной и, во-вторых, объясним, почему не наблюдаются космические чудеса. А это совсем не мало...

Альтернативой набросанной выше отнюдь не "оптимистической" концепции выступает идея, что разум есть проявление некоего внематериального, трансцендентного начала. Это - старая идея бога и божественной природы человеческого разума. Далеким (и не всегда далеким) от науки индивидам эта концепция представляется куда более оптимистической и даже нравственной.

Трудно, однако, в наше время стоять на позиции, ничего общего с наукой не имеющей. Забвение того основополагающего факта, что мы - часть объективно существующего, познаваемого материального мира, никому ничего хорошего не сулит, даже если и создает лжеоптимистические иллюзии.

Примечания

1. Недавние наблюдения на специализированном спутнике IRAS, оснащенном инфракрасными телескопами, привели к обнаружению вокруг Веги и некоторых других близких звезд пылевых дисков или колец, возможно, являющихся ранней фазой образования планетных систем. Таким образом, эта важнейшая проблема сдвинулась с мертвой точки.

2. Элементы, атомы которых тяжелее гелия.

3. Проведенные недавно немецким геохимиком Шидловским исследования изотопного отношения ¹²C/¹³C для древних пород доказали, что жизнь на земле возникла по крайней мере 3,8 млрд. лет назад, т.е. не позже, чем спустя 0,8 млрд. лет после ее образования.

Почему люди пока не встретили внеземную жизнь. Что говорят ученые

Однажды ночью 70 лет назад физик Энрико Ферми взглянул в небо и спросил: «А где все?»

Он говорил об инопланетянах.

Так – гениально и просто был сформулирован парадокс Ферми.

Н....

Почему люди пока не встретили внеземную жизнь. Что говорят ученые

Однажды ночью 70 лет назад физик Энрико Ферми взглянул в небо и спросил: «А где все?»

Он говорил об инопланетянах.

Так – гениально и просто был сформулирован парадокс Ферми.

Наутро известный физик за кофе обсудил эту гипотезу с тремя своими коллегами.

Звезд во Вселенной – очень много. Мы ежедневно мониторим ночное небо. Но так и не нашли признаки развитой жизни.

«Может ли человечество быть единственной технологически развитой цивилизацией во Вселенной?», - задал резонный вопрос Энрико Ферми.

Первое объяснение, которое сразу пришло ученым в голову: Земля - это уникальная планета. Так совпало, что других, идеальных для жизни планет, просто нет во Вселенной.

На тот момент у человечества еще не было эффективных способов наблюдения за космосом. Но с тех пор изобрели новые типы телескопов. Нейросети помогают ученым обрабатывать огромные массивы данных.

Сейчас мы прекрасно знаем, что планет, похожих на Землю, не так то и мало.

Сегодня ученые знают, что в одной только нашей галактике потенциально есть миллионы, а возможно, и миллиарды планет, на которых может существовать жизнь.

Тривиальные гипотезы в стиле «никаких внеземных цивилизаций нет», «Земля – уникальная и единственная» - отбросим.

Во-первых, это не бьется с теорией вероятности, поэтому, скорее всего – и жизнь есть и Земля не уникальна.

Во-вторых, тривиальные гипотезы не способствуют развитию мысли. А нам важно развивать воображение, пробовать предсказать различные вероятные сценарии. По таким принципам развивалась теоретическая физика, которая смогла предсказать множество явлений и частиц. Так мыслили и древние греки, которые смогли с помощью воображения и интеллекта так точно описать наш мир, что их знаниями люди пользовались еще полторы тысячи лет.

Поэтому рассмотрим основные гипотезы разрешения парадокса Ферми, которые, в разное время, высказывали ученые.

Гипотеза зоопарка

Впервые эту гипотезу высказал Константин Циолковский в 30-е годы.

«На чем основано отрицание разумных планетных существ во Вселенной? Нам говорят: если бы они были, то посетили бы Землю. Мой ответ: может быть, и посетят, но не настало ещё для того время».

Окончательно в гипотезу ее оформил американский астроном Джон Болл в 1973 году.

Внеземные цивилизации знают о нашем существовании, но не спешат открываться. А их технологии уже достаточно развиты, чтобы не информировать нас о своем присутствии.

Представители внеземной жизни предпочитают не вмешиваться в жизнь на Земле и ограничиваются наблюдением за её развитием, сродни наблюдениям людей за животными в зоопарке. А на контакт они выйдут с нами только тогда, когда люди достигнут определённого уровня развития. Пока мы, соответственно, находимся на весьма низкой стадии развития для подобного контакта.

Короткая и понятная гипотеза, от того и одна из самых популярных.

Гипотеза зоопарка регулярно всплывает в кинематографе (например, как людей в итоге включили в список развитых рас в фильме «Автостопом по галактике»). Или в литературе – у братьев Стругацких в «Трудно быть богом» и ряде других произведений люди, фактически, выступали самой развитой расой, которая старалась развить других. И тайно земляне внедрялись на населенные планеты и влияли на местную политику и историю.

Пришельцы могут прятаться в гигантских скрытых океанах

Инопланетная жизнь может быть заперта в сокрытых от любопытных глаз океанах. Во Вселенной много планет, где может быть вода в жидком виде. Только она похоронена глубоко внутри замороженной планеты.

Подземные океаны жидкой воды часто находят на спутниках планет Солнечной системы. Скорее всего, это обычное явление для нашей галактики.

Физик из NASA Алан Стерн уверен, что в таких водных мирах может процветать жизнь. Причем, на первый взгляд, эти планеты могут выглядеть негостеприимными. Например, у нее может быть ядовитая атмосфера, или слабое магнитное поле, которое пропускает космическую радиацию. Или их родная звезда может наносить огромный урон биосфере планеты своими вспышками. Но под слоем льда или земли жизнь вполне может существовать!

Насколько бы разумными они ни были – вряд ли они выходят на поверхность. И могут вообще ничего не знать об атмосфере и космосе.

И мы никогда не сможем обнаружить их, посмотрев на их планеты в телескоп.

Инопланетяне заключены в «космическую» тюрьму на планетах-гигантах

Среди экзопланет много, так называемых, «Супеземель». Это класс планет, масса которых превышает массу Земли, но значительно меньше массы газовых гигантов. Как правило, «Суперземля» массивнее нашей Земли в 5-10 раз.

На них вполне могут быть подходящие условия для существования воды в жидком виде.

Только вот покинуть такую планету очень трудно. Даже просто – запустить искусственный спутник. К примеру, планета, масса которой в 10 раз превышает массу Земли, также будет иметь космическую скорость в 2,4 раза больше, чем у Земли. Преодолеть гравитацию планеты будет трудно и запуск ракеты для ее обитателей – инициатива, практически невозможная.

Не живые, а - роботы

Человечество развивается гигантскими темпами. Всего чуть более века назад человечество изобрело радио. Спустя 50 лет после радио построили первый компьютер в 1945 году. Работал он с помощью перфоленты и кинопленки. А сейчас у нас уже есть мобильные устройства, в миллионы раз более производительные.

Поэтому и искусственный интеллект может быть не за горами.

Возможно, подобная судьба уже постигла развитые цивилизации. И на других планетах живут роботизированные организмы. И у них нет таких строгих ограничений на токсичную атмосферу, температуру и жидкую воду.

Как считает футурист Сет Шостак, такие роботы могут облюбовать места с большим скоплением энергии. Например, ядра галактик.

Возможно, мы их уже обнаружили. Но не осознали

Под словом «инопланетянин» чаще всего представляют гуманоида. Но вероятность, что он будет наделен человекоподобными чертами, мягко говоря, стремится к нулю. Эволюция – цепь закономерных случайностей. И представить, что она на всех планетах будет приводить к появлению прямоходящих существ с руками, ногами и головой довольно странно.

Наш мозг ограничен нашим опытом. Мы и представить не можем, насколько странные формы жизни могут существовать во Вселенной.

Внеземная жизнь не смогла выжить после технологической катастрофы

Инопланетяне могли устроить глобальную катастрофу. Фатально изменить климат. Или устроить ядерную войну.

Профессор астрофизики в Рочестерском университете Адам Франк создал серию математических моделей, которая предсказывает развитие инопланетных цивилизаций, включая взлеты и падения.

В 75% сценариев инопланетное общество не дожило до этапа покорения космоса. Обычно наступал этап, когда общество рушилось, а большая часть населения гибла.

Поэтому, высоки шансы, что они уничтожат себя, прежде чем мы когда-либо с ними встретимся.

Закат цивилизации по естественным причинам

Инопланетяне не могли развиваться достаточно быстро и погибли.

Вселенная может изобиловать гостеприимными планетами, но нет никакой гарантии, что это продлится долго. Наша планета дружелюбна к жизни менее половины своего срока. В остальное время здесь царил (и будет царить в будущем) настоящий ад. Сперва тут были вулканы, потом планета была под толстым слоем льда. Сейчас мы застали благодатный период, но и он может закончиться через 500 миллионов лет (подробнее про этот прогноз ученых NASA я писал в материале про Эволюцию Земли, ссылку на которую вы найдете в конце статьи).

Добавим к этому множество случайных, малопрогнозируемых событий космического масштаба: метеориты, взрывы сверхновых неподалеку и т п.

Жизнь развивается медленно – простой переход от одноклеточной к многоклеточной жизни занял полтора миллиарда лет! Поэтому у развитой цивилизации есть очень ограниченное временное окно. Максимум - несколько сотен миллионов лет, чтобы сдвинуть дело с мертвой точки.

Для человечества этот срок – 500 миллионов лет. После этого жизнь на Земле станет невозможной из-за роста активности Солнца. И это без учета других внешних факторов – вроде залетной кометы.

Мы разлетаемся друг от друга

Вселенная расширяется с ускорением. За расширение отвечает, так называемая, темная энергия. Отдаленные звезды из-за этого становятся все более тусклыми.

И если у далеких цивилизаций нет технологий, как путешествовать на сверхсветовых скоростях (в обход известных нам законов физики) – мы даже увидеть друг друга не сможем.

Может быть и есть какая-нибудь сильная развитая цивилизация в 10 миллиардах световых лет от нас. Но вероятность, что мы с ней столкнемся практически нулевая.

Это касается не только внеземной жизни, но и в целом удаленных космических объектов.

Эта мысль пугает: чем медленнее мы исследуем Вселенную, тем меньше возможностей останется в будущем. Многие исследования могут быть потеряны для нас навсегда.

«Звезды становятся не только более тусклыми, так что их трудно увидеть, но и, со временем, совсем недоступными. Это означает, что у нас наступает серьезный крайний срок, чтобы найти и встретить инопланетян. И чтобы быть на шаг впереди темной энергии, нам придется расширить нашу цивилизацию до как можно большего числа галактик, прежде чем все они улетят прочь», - пишет в своем исследовании астрофизик из Национальной ускорительной лаборатории Ферми Дэн Хупер.