Есть ли жизнь во Вселенной?
С тех пор, как люди признали масштабность Вселенной, мы интуитивно поняли, что жизнь должна существовать где-то в нашей галактике или какой-то далекой галактике. Если Вселенная содержит миллиарды галактик, и если каждая галактика содержит миллиарды звезд, и если у части этих звезд есть планеты, подобные Земле , тогда сотни, а может быть, и тысячи инопланетных цивилизаций должны существовать во всем космосе. Правильно?
Некоторое время наука довольствовалась только логикой. Затем, в 1995 году, астрономы обнаружили первые планеты вне нашей Солнечной системы. С тех пор они обнаружили около 300 таких планет. Хотя большинство из них большие, горячие планеты, похожие на Юпитер (именно поэтому их легче найти), меньшие планеты, подобные Земле, тоже начинают проявлять себя. В июне 2008 года европейские астрономы обнаружили три планеты, все немного больше Земли, вращающихся вокруг звезд.
Эти открытия послужили подтверждением для тех, кто занимается поиском внеземной разумной жизни или SETI . Гарвардский физик и лидер SETI Пол Горовиц смело заявил в интервью журналу TIME за 1996 год: «Интеллектуальная жизнь во вселенной? Гарантированно. Разумная жизнь в нашей галактике? Вполне возможно, я бы дал вам почти любые шансы, которые вы хотели бы».
И все же его энтузиазм должен быть смягчен тем, что ученые называют парадоксами Ферми. Этот парадокс, впервые сформулированный физиком Энрико Ферми в 1950 году, задает следующие вопросы: если инопланетяне настолько распространены, почему они не побывали? Почему они не общались с нами? Или, наконец, почему они не оставили какой-то след своего существования, например, тепла или света или каких-либо других электромагнитных субпродуктов?
Возможно, внеземная жизнь не так распространена. Или, возможно, внеземная жизнь, порождающая развитые цивилизации, не так распространена. Если бы только астрономы могли количественно оценить эти шансы. Если бы они имели формулу, которая учитывала бы все правильные переменные, связанные с внеземной жизнью. Как выясняется, они это делают. В 1961 году, для организации первой серьезной конференцию по SETI, радиоастроном Фрэнком Дрейком представил формулу, теперь известную как уравнение Дрейка, которая оценивает количество потенциальных интеллектуальных цивилизаций в нашей галактике. Формула вызвала много споров, главным образом потому, что она приводит к широко варьируемым результатам. И все же это единственный лучший способ количественно определить, сколько инопланетян можно встретить. Давайте подробнее рассмотрим уравнение и его последствия.
Уравнение Дрейка
Попытка рассчитать вероятность существования внеземной жизни во Вселенной на самом деле довольно сложна. Вселенная не является статической средой. Звезды рождаются, живут и умирают. Некоторые звезды формируются вместе с планетами. Другие нет. Только некоторые из этих планет имеют правильные условия для поддержки жизни.
Жизнь — довольно сложная переменная. Некоторые планеты могут поддерживать сложные органические молекулы — белки и нуклеиновые кислоты — и больше ничего. Другие планеты могут поддерживать простые, одноклеточные организмы. И все же другие могут поддерживать многоклеточные организмы, в том числе достаточно продвинутые, чтобы развивать технологии для перемещения или отправки сигналов в космическое пространство. Наконец, даже организмы, которые очень хорошо адаптировались к окружающей среде, не навсегда выживают. Как динозавры, и Римская империя иллюстрируют здесь на Земле, что все династии заканчиваются, от катаклизмов или иначе.
Фрэнк Дрейк должен был объяснить все эти переменные при разработке формулы для количественной оценки шансов на поиск внеземной жизни. Его первой задачей было решить, что он хотел рассчитать. Во-первых, он ограничил свое мышление инопланетянами в нашей домашней галактике — и только те, которые могут быть способны к межзвездному общению. Затем он ввел математический фактор для учета всех условий, необходимых для развития таких цивилизаций. В результате получается следующая формула
В этом уравнении N — количество обнаруживаемых цивилизаций в нашей галактике. Другие переменные описаны ниже:
R — скорость образования звезд в галактике;
fp — доля звезд, образующих планеты;
ne — количество планет, гостеприимных для жизни (т. е. землеподобных планет);
fl — доля этих планет, на которых фактически возникает жизнь;
fi — доля этих планет, на которых возникает разумная жизнь;
fc — доля этих планет с разумными существами, способными к межзвездной коммуникации;
L — это время, когда такая цивилизация остается обнаруживаемой.
Единственной переменной, известной с какой-либо степенью определенности, является скорость образования звезд R. В Млечном Пути, типичной спиральной галактике, новые звезды формируются со скоростью примерно четыре в год. Астрономы чувствуют себя наиболее неуверенными в переменной L — это время, когда цивилизация остается обнаруживаемой. Для L использовались различные оценки, от 10 лет до 10 миллионов лет.
Астрономы могут дать обоснованные догадки об остальных переменных. Например, из девяти планет в нашей Солнечной системе только четыре, которые называют земными планетами, то есть те, которые имеют сплошную поверхность. Из этих земных планет только Земля поддерживает жизнь. Если взять нашу Солнечную систему как представительную, то можно утверждать, что ne равно 1/4 или 0,25. Аналогичные догадки были сделаны относительно других переменных, и, что интересно, все они имеют очень похожие значения, обычно в диапазоне от 0,1 до 1,0. Итак, типичный расчет может выглядеть так:
N = 4 × 0,5 × 0,25 × 0,2 × 0,2 × 0,2 × 3 000 000
который дает нам 12 000 цивилизаций в нашей галактике.
Первоначальные расчеты Дрейка были очень близки к этому значению для N. Когда он запустил числа, он предсказал, что в Млечном Пути может быть 10 000 обнаруживаемых цивилизаций. Карл Саган, лидер движения SETI, был еще более щедр, когда предположил, что в галактике может существовать 1 миллион цивилизаций.
Неудивительно, что астрономы были настолько оптимистичны, что в 1960-х годах они стали искать пришельцев внеземной жизни.
Тестирование и пересмотр уравнения Дрейка
Вооруженные оценкой числа коммуникативных цивилизаций в нашей галактике, ученые SETI решили их найти. У них было два основных варианта: личный контакт или сигнал из космоса. Первый сценарий требовал, чтобы инопланетяне посещали людей или наоборот. Это казалось крайне маловероятным, учитывая расстояния между нашей Солнечной системой и другими звездами Млечного Пути. Последний сценарий включал радиовещание, отправляя или получая электромагнитные сигналы в космос.
В 1974 году астрономы намеренно передали сообщение в 210 байт из обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико в надежде оповестить цивилизацию в глобулярном звездном скоплении М13. Сообщение содержало фундаментальную информацию о людях и нашем положении во Вселенной. Но такого рода активное общение было редкими. Астрономы в основном полагаются на пассивное общение — слушая передачи, посылаемые чужими цивилизациями.
Радиотелескоп является основным инструментом для таких экспериментов по прослушиванию, потому что он предназначен для обнаружения более длинноволновой энергии, которую оптические телескопы не видят. В радиоастрономии гигантское блюдо направляется на соседнюю солнечную звезду и настраивается на микроволновую область электромагнитного спектра. Полоса частот микроволн, между 1000 МГц и 3000 МГц, является идеальной, поскольку она менее загрязнена нежелательным шумом. Она также содержит линию излучения — 1420 МГц — что астрономы могут слышать как постоянное шипение по всей галактике. Эта узкая линия соответствует энергетическим преобразованиям, происходящим в нейтральном водороде. Как первобытный элемент вселенной, водород должен быть известен всем межгалактическим цивилизациям, что делает его идеальным маркером. Несколько команд со всего мира систематически слушают звезды Млечного Пути и соседние галактики с 1960 года.
Несмотря на их коллективные усилия, никакие поиски SETI не получили подтвержденный внеземный сигнал. Наши телескопы подобрали несколько необъяснимых и интригующих сигналов, таких как так называемый «Wow» сигнал, обнаруженный исследователями в Университете штата Огайо в 1977 году, но передача не была повторена таким образом, чтобы она дала неоспоримые доказательства внеземной жизни. Все это возвращает нас к парадоксу Ферми: если тысячи цивилизаций в галактике Млечного Пути, почему мы их не обнаружили?
Поскольку Дрейк и Саган сделали свои оценки, астрономы стали более консервативными. Пол Горовиц, который смело гарантировал существование внеземной жизни, дал более скромные результаты из уравнения Дрейка, установив, что N может быть ближе к 1000 цивилизаций.Но даже эта цифра может быть слишком большой.
В 2002 году издатель журнала «Скептик» Майкл Шермер утверждал, что астрономы не были достаточно критичны в оценке L, продолжительности существования цивилизаций. Глядя на 60 цивилизаций, которые существовали на Земле с самого начала человечества, Шермер придумал значение для L, которое варьировалось от 304,5 лет до 420,6 лет. Если вы вставляете эти числа в уравнение Дрейка, вы обнаружите, что N равно 2.44 и 3.36 соответственно. Подстройте номера еще немного, и вы можете легко заставить N упасть до одного или даже ниже. Внезапно шансы услышать сигнал от внеземной формы жизни значительно ниже.
Даже самые восторженные сторонники SETI обеспокоены отсутствием результатов, вызванных более чем 40-летним прослушиванием космических радиоволн. И все же большая часть этого поиска была ограничена нашей домашней галактикой. Даже если в галактике всего три или четыре цивилизации, есть миллиарды и миллиарды галактик. Это снова ставит вопрос о поиске внеземной жизни, поэтому многие астрономы SETI используют тот же подход к своей работе, что и лотерейные игроки: вы не можете победить, если не играете.
Источник
Презентация «Жизнь во Вселенной»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду – Солнце, и все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг Солнца. Она сформировалась путем гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 миллиарда лет назад
Возраст 4,5682±0,0006 млрд. лет Расположение Местное межзвездное облако, Местный пузырь, рукав Ориона, Млечный Путь Масса 1,0014 M☉ Количество звезд 1 (Солнце) Количество планет 8 Количество карликовых планет 5 Количество спутников 406 (176 у планет и 230 у малых тел Солнечной системы) Количество астероидов более 500 000 Количество комет более 1 000 000
Невооруженным глазом на небе можно увидеть 6000 звезд, которые образуют 88 созвездий Большие скопления звезд, которые удерживаются силой тяготения, называются галактиками
Наша Галактика — Млечный или Чумацкий Путь — система в которой вращается вокруг центра 400 млрд. звезд
Антропный принцип в космологии. Комплексный характер антропогенеза Антропный принцип в космологии сформулирован в 1974 г. Американскими астрофизиками. Согласно этому принципу развитие мира, основой существования которого определены физические константы, с необходимостью должно было привести к возникновению мыслящего существа — человеку.
Антропный принцип в космологии Мир таков, потому что в нем есть человек. Если бы человека не было, мир был бы другим
Антропогенез – (греч. anthropos – человек и genos – рождение) – процесс возникновения человека осуществляемый под влиянием комплекса естественных и социальных факторов. Включает три направления: естественно-биологическое (формирование тела человека — гоминидная триада); духовно-психологический — прыжок от психики животных к сознанию; социальное — формирование форм общественной жизни.
Эволюционные факторы антропогенеза Внешние естественные (небиологические) факторы (повышение радиации, изменение полюсов Земли, наступление ледника и др.) Естественные биологические факторы (мутационные изменения и формирования генотипа человека) Социальные, позволяют человеку преодолеть естественно-видовую ограниченность и развить духовность (сознание)
Нет ничего более волнующего, чем поиски жизни и разума во Вселенной. Изучением Вселенной, её происхождением и эволюцией занимаются астрономы и физики. Исследованием живых существ и разума заняты биологи и психологи. А происхождение жизни волнует всех: астрономов, физиков, биологов, химиков.
К сожалению, нам знакома только одна форма жизни — белковая, и только одно место во Вселенной, где эта жизнь существует, — планета Земля. Вот если бы удалось обнаружить другие населённые планеты, тогда загадка жизни была бы решена гораздо быстрее. А если бы на этих планетах нашлись бы разумные существа… Дух захватывает, стоит только представить себе первый диалог с братьями по разуму!
Луна — единственное небесное тело, где смогли побывать земляне и грунт которого подробно исследован в лаборатории. Никаких следов органической жизни на Луне не найдено.
Не прикрытая атмосферой поверхность Луны днём нагревается до 130 °С, а ночью остывает до –170 °С. В таких условиях жизнь, вероятно, не может зародиться.
На ближайшей к Солнцу маленькой планете ещё не побывали ни космонавты, ни автоматические станции. Но люди кое-что знают о ней благодаря исследованиям с Земли и пролетавшему вблизи Меркурия американскому аппарату «Маринер–10» (1974 и 1975 гг.). Условия там ещё хуже, чем на Луне. Атмосферы нет, а температура поверхности меняется от –170 ° до 450 °С.
Венеру в недавнем прошлом астрономы считали почти точной копией молодой Земли. Но из-за близости к Солнцу она совсем не похожа на Землю: давление атмосферы у поверхности этой планеты в 90 раз больше земного, а температура и днём, и ночью около 460 °С.
Атмосфера Венеры состоит из углекислого газа, в ней также плавают облака из серной кислоты. Хотя на Венеру опустилось несколько автоматических зондов, поиском жизни они не занимались: трудно представить себе жизнь в таких условиях.
Марс не без оснований считался пригодной для жизни планетой. Хотя климат там очень суровый, всё же это не безнадёжно плохо для жизни: существует же она в Антарктиде и на вершинах Гималаев. Однако на Марсе есть ещё одна проблема — крайне разряжённая атмосфера, в 100 раз менее плотная, чем на Земле. Она не спасает поверхность Марса от губительных ультрафиолетовых лучей и не позволяет воде находиться в жидком состоянии.
На Марсе вода может существовать только в виде пара и льда. И она действительно там есть, во всяком случае в полярных шапках планеты. Поэтому с большим нетерпением все ждали результатов поисков марсианской жизни в 1976 г. автоматическими станциями «Викинг–1 и –2». Но они всех разочаровали: жизнь не была обнаружена, но поиски продолжаются.
Климат Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна совершенно не соответствует нашим представлениям о комфорте: очень холодно, весьма необычный газовый состав (метан, аммиак, водород и т. д.), практически нет твёрдой поверхности — лишь плотная атмосфера и океан жидких газов. Всё это очень непохоже на Землю.
В эпоху зарождения жизни Земля была совсем не такой, как сейчас. Её атмосфера скорее напоминала венерианскую и юпитерианскую, разве что была теплее. Поэтому в ближайшее время будет осуществлён поиск органических соединений в атмосфере планет-гигантов.
В состав этого «семейства», с одной стороны, входит огромный спутник Сатурна Титан с плотной азотной атмосферой, а с другой — мелкие ледяные глыбы кометных ядер, большую часть времени проводящие на далёкой периферии Солнечной системы. «Семейство» спутников, астероидов и ядер комет очень разнообразно по своему составу.
В последнее время внимание экзобиологов (специалистов по внеземной жизни) привлекает спутник Юпитера Европа. Под ледяной корой этого спутника должен быть океан жидкой воды. А где вода — там жизнь.
В упавших на землю метеоритах иногда обнаруживают сложные органические молекулы. Сначала было подозрение, что они попадают в метеориты из земной почвы, но теперь их внеземное происхождение вполне надёжно доказано.
Упавший в Австралии в 1972 г. метеорит Мерчисон был подобран уже на следующее утро. В его веществе нашли 16 аминокислот — основных строительных блоков животных и растительных белков, причём лишь 5 из них присутствуют в земных организмах.
В молекулах метеорита изотопы углерода 12С и 13С представлены в иной пропорции, чем на Земле. Это бесспорно доказывает, что аминокислоты, а также гуанин и аденин — составные части молекул ДНК и РНК, могут формироваться в космосе.
Можно сделать вывод, что пока в Солнечной системе нигде кроме Земли, жизнь не обнаружена. Учёные не питают на этот счёт больших надежд; скорее всего Земля окажется единственной живой планетой.
Но можно надеяться, что у любой солнцеподобной звезды, обладающей планетной системой, найдётся хотя бы одна планета с условиями, пригодными для развития на ней жизни.
Но если где-то жизнь достигла разумной формы и создала техническую цивилизацию, подобную земной, то можно попытаться вступить с ней в контакт; для созданной людьми техники это уже реальная задача. К сожалению, осталось мало шансов обнаружить активную биосферу в Солнечной системе, и совершенно непонятно, как искать её и в других планетных системах.
Номер материала: ДБ-459677
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Братьев и сестер будут зачислять в одну школу независимо от прописки
Время чтения: 1 минута
В России подсчитали траты родителей на подготовку школьников к ЕГЭ
Время чтения: 4 минуты
Минобрнауки рекомендовало своим организациям вакцинировать сотрудников
Время чтения: 1 минута
Второе высшее образование в творческих вузах станет бесплатным
Время чтения: 1 минута
Петербургская школьница набрала 300 баллов на ЕГЭ
Время чтения: 1 минута
Эксперты обсудили необходимость реформирования ЕГЭ
Время чтения: 3 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Источник