Земля создана для жизни? Одиноки ли мы во Вселенной?

Многие биологи доказывали, что не­давнее появление человека на Земле было случайным следствием маловероятной цепочки событий. Напри­мер, если бы динозавры и половина всех остальных видов не вымерли 65 млн. лет тому назад, нас, людей, выставляющих их кости в музеях, здесь бы не было. Точно так же много раз высказывались предположения, что обстоятельства, кажущиеся специфическими для Земли — крупный спутник, тектоника плит, атмосфера, спокойное солнце, и даже присутствие "раскормленных" планетарных соседей типа Юпитера и Сатурна — все эти обстоятельства были существенными для эволюции земного разума.

Но были ли такие особенности действительно необходимыми, или же они просто оказали помощь? Когда мы рассматриваем полный набор астрономических свойств Земли, кажется, что наше существование удивительно, и, возможно даже уникально. Конечно, это могло бы быть и так. Но следует быть осторожными с оценками вероятностей кажущихся необходимыми условий и особенностей.

Вопрос не в том, насколько особенна наша Земля. Он заключается в следующем: являются ли все те редкостные обстоятельства, которыми пользуется наша Земля, в то же время необходимыми для появления сложной жизни? Насколько нам известно, это не так.

Рассмотрим нашу звезду-хозяйку — Солнце. Является ли оно редкостной, исключительной звездой в Галактике? Солнце — это звезда средней яркости, спектрального класса G, обеспеченная продолжительной жизнью и спокойным месторасположением. Конечно, Солнце излучает значительное количество ультрафиолета, часть этого излучения направлена в нашу сторону, но большинство этой опасной радиации экранируется атмосферным озоновым слоем.

Тем не менее, мы знаем, что большинство других звезд действительно не похожи на Солнце. Некоторые из них больше и ярче, в то время как еще большая часть — мельче и тусклее.

Более яркие звезды живут недолго, как правило, — несколько десятков миллионов лет. Этого срока вряд ли достаточно, чтобы "вывести" сложную жизнь. Неяркие звезды в большинстве являются более изменчивыми (они обычно вспыхивают). В то же время, более вероятно, что они могут сформировать в своем окружении пригодные для обитания планеты. Некоторые не­давние исследования указывают, что даже не очень мощная атмосфера из газов, вызывающих парниковый эффект, могла бы сделать эти планеты обитаемыми. Однако если быть строгими, мы должны признать, что тусклые звезды — плохой вариант для поддержания сложной биологии.

Таким образом, жизнь вблизи крупных звезд не успевает зародиться, а малые звезды также проблематичны. Но звезды, подобные Солнцу, не являются редкостью. Примерно 1 звезда из 10 похожа на Солнце. А это означает, что десятки миллиардов подобных Солнцу звезд населяют нашу Галактику. Но даже и звезды, немного более яркие, чем Солнце, могут быть колыбелью жизни (хотя и кажутся опасными из-за их повышенной ультрафиолетовой радиации). Джим Кастинг (Jim Kasting) показал, что повышенное ультрафиолетовое излучение от звезды спектрального класса F могло бы произвести так много атмосферного озона, что планетные поверхности могли бы быть очень хорошо ограждены от вредоносного действия ультрафиолетового излучения.

Возможно, необычным является состав нашей солнечной системы, который включает материалы, необходимые для создания каменистых планет. Химический состав звезд разный. Некоторые из них плохо обеспечены тяжелыми элементами (тяжелее ге­лия), которые являются основными ингредиентами для формирования планет и органики. Уровень содержания тяжелых элементов называется в астрономии металличностью. Шаровые звездные скопления, состоящие из самых старых звезд Галактики (и в большинстве бедных тяжелыми элементами), имеют металличность порядка 0, 1% или более, что на порядок величины меньше, чем солнечный показатель. Но модели формирования планет не исключают образования новых миров даже и в таких истощенных системах. Ведь остается все еще много строительного материала. Заметим, что масса Земли составляет всего лишь 0, 0003% массы Солнца, так что даже в бедных металлами окрестностях шаровых скоплений остается более чем достаточно подходящего материала для строительства землеподобных планет.

Кроме того, подавляющее большинство ярких звезд находится в галактическом диске, а не в шаровых скоплениях. Поскольку звездообразование поддерживается практически постоянно после рождения Галактики Млечный Путь, то примерно половина звезд имеет металличность сравнимую или даже большую, чем у Солнца. И состав нашей солнечной системы может быть подобным составу миллиардов других планетных систем, окружающих солнцеподобные звезды. Примерно половина из числа таких звезд и систем будут достаточно зрелого возраста, чтобы там смогла развиться разумная жизнь.

А как же насчет таких, возможно, исключительных, земных особенностей, как тектоника плит, или сопровождение нашей планеты крупным спутником — Луной? Тектоника плит полезна для кругооборота углерода между атмосферой, океаном, углеродистыми породами и живыми существами. Кругооборот происходит благодаря расползанию океанического дна, которое выпихивает содержащие углерод минералы (типа известняков) на поверхность моря, вблизи границ литосферных плит. Эти карбонаты плавятся и выносятся в атмосферу вулканами.

Но тектоника плит не должна быть редким или непродолжительным явлением. Она вызывается внутренним разогревом за счет радиоактивных материалов в центре Земли. Другие планеты сходного химического строения и размерами не меньше Земли также имели бы динамически переменчивую поверхность. Действительно, если бы при рождении Венера и Марса поменялись местами, тогда Венера могла бы быть сегодня и тектонически, и биологически активной. Ничего исключительного в тектонической деятельности нет, и в действительности существуют некоторые свидетельства то­го, что она происходила и на Марсе, и на Венере.

Но является ли необходимой для развития разумной жизни большая Луна-спутник? Некоторые утверждают, что да, поскольку Луна служит для нашей планеты гравитационным противовесом, который стабилизирует слегка наклоненную ось вращения Земли. Из-за этого наклона в 23, 5 градуса возникает сезонные циклы в природе.

Другие землеподобные планеты могут быть, и не награждены такой крупной Луной, поскольку предполагается, что наш спутник образовался в случайном процессе — при столкновении Земли и небесного тела, напоминающего по размерам Марс, которое произошло более 4 млрд. лет тому назад. Самым главным результатом столкновения стало то, что Земля приобрела момент вращения, из-за которого сейчас земные сутки длятся 24 часа, и ни одна часть Земли не успевает слишком сильно нагреться или охладиться. Это является ключевым фактором, позволяющим существование жизни на Земле.

Но расчёты показали, что если бы Луна не образовалась, наша планета вращалась бы быстрее — довольно быстро, чтобы стабилизировать ее относительно резких изменений наклона оси. Кроме того, даже если землеподобная планета случайно и изменяет скачками наклон своей оси, она проведет в таком состоянии 10 миллионов лет или даже более. Возможно, жизнь приспособится к таким медленным изменениям. Действительно, она уже приспособилась во время периодов оледенений на Земле.

И, наконец, остается вопрос развития биологической жизни до состояния жизни разумной. Имеются ли какие-нибудь серьезные причины, по которым эволюция приводила бы иногда к появлению на свет разумных существ? Ответ на этот вопрос остается спорным. Однако, исследования окаменелостей указывают, что максимальная степень энцефализации, которая (грубо говоря) измеряется отношением массы мозга к массе тела, значительно увеличилась у сложных животных за последние 100 миллионов лет. Динозавры были большими, но не очень умными. Даже у наиболее "башковитого" древнего ящера степень энцефализации не больше, чем у страуса. Взаимный стимул к увеличению умственных способностей, необходимых для успешной деятельности и хищника, и добычи, привел к увеличению энцефализации в некоторых сегментах царства животных. Как следствие, многие из сегодняшних животных легко бы обошли своих мезозойских предков при тестировании уровня интеллекта. Появление разума уровня человеческого могло бы быть общим исходом для такого неуклонно­го развития нервной деятельности, хотя и существует неуверенность в таком выводе, заставляющая нас ис­кать разумную жизнь и в других местах, кроме Земли.

Подведем итоги: наша солнечная система и наша Земля имеют "индивидуальность"— они проявляют свойства, которые могут быть только случайно встречены в системах других звезд. Но в то же время нет никаких очевидных причин, призывающих отказаться от поисков эволюции разумной жизни в других местах. Нет таких особенных свойств у нашей солнечной системы, необходимых для появления сложной или разумной жизни, которые не могли бы наблюдаться у других планет. Мы даже можем считать себя обделенными некоторыми полезными особенностями, которые могли бы ускорить эволюцию жизни на Земле. Возможно, мы менее удачливы, чем думаем, а существа из других миров с разочарованием рассматривают природу нашей планеты.

Возможно, мы ошибаемся в оценке важности некоторых аспектов нашей ситуации, и в действительности мы функционально очень особенные, а разумная и сложная жизнь являются редким исключением из космического правила. Но в то же время, ника­кой эксперимент не может доказать, что мы одиноки во Вселенной, а эксперименты по поиску внеземного разума (SETI) могли бы показать, что мы не одни. Следовательно, споры относительно того, является ли разум редким событием во вселенной — являясь поучительными и интересными — могут быть сходными с обсуждением того, был ли у Колумба какой-нибудь шанс открыть новый континент. Обсуждение не решает такие споры. Это может сделать только эксперимент.

Нам следует продолжать плыть по морям открытий. Только делая это, мы имеем шанс выяснить свое место и роль во Вселенной. Как утверждали 4 десятилетия назад Джузеппе Коккони и Филипп Моррисон "вероятность успеха оценить трудно, но если мы не будет искать, шанс успеха — ноль".