Чужие Земли: поиск обитаемых миров в нашей Галактике

Мы живем в невероятную эпоху исследований. Раньше землепроходцы открывали новые континенты, а сегодня мы обнаруживаем целые новые миры, вращающиеся вокруг других звезд. С 1995 года, когда была открыта первая экзопланета, астрономы нашли более пяти тысяч других планет в нашем космическом окружении. Это означает, что в среднем мы открывали новый мир каждые два дня с момента создания первого прибора, способного их обнаружить. И это только вершина айсберга – это планеты, которые легко найти.

Планеты настолько распространены, что они вращаются вокруг большинства существующих звезд. А в нашей галактике Млечном Пути около 200 миллиардов звезд. Это потрясающее число указывает на то, что в нашей галактике есть миллиарды и миллиарды новых миров для исследования.

Решение загадки этих новых миров требует использования широкого спектра инструментов – от выращивания пестрых биологических сообществ в наших лабораториях до компьютерного моделирования и изучения далекой истории эволюции Земли в поисках подсказок о том, что искать. Земля – наша естественная лаборатория, где мы можем проверять новые идеи и преодолевать трудности с помощью данных, научного любопытства и воображения. Взаимодействие между сияющими фотонами, вращающимися газами, облаками и динамическими поверхностями, управляемыми рядами кода в компьютере, создает симфонию возможных миров – некоторые кипят жизнью и разнообразием, другие безжизненны и бесплодны.

Пока что, вопреки заявлениям скептиков, мы не нашли никаких окончательных доказательств жизни на других планетах. До тех пор мы будем продолжать совершенствовать наши инструменты и искать признаки инопланетной жизни трудным путем: исследуя одну планету и спутник за другим. И самая захватывающая фаза поисков только начинается.

Признаки жизни записаны в свете, исходящем от планеты – если знать, как его “читать”. Свет несет энергию, и если энергия попадает на молекулу под правильным углом, та начинает вращаться и колебаться. Как штампы в паспорте рассказывают, в каких странах побывал путешественник, так и химический состав атмосферы инопланетного мира зашифрован в свете, который попадает оттуда в телескоп исследователя – включая любые признаки жизни того мира, если они есть.

Космический телескоп Джеймса Уэбба – первый телескоп, способный собрать достаточно света своим 6,5-метровым зеркалом, чтобы исследовать химический состав атмосферы других каменистых планет. Размер имеет ключевое значение для сбора света. Представьте ведро – чем оно больше, тем больше дождевой воды оно может собрать во время ливня. Зеркало телескопа работает так же – чем больше его диаметр, тем больше света он может собрать.

В книге “Чужие Земли” Лиза Кальтенеггер, всемирно известный астробиолог и директор Института Карла Сагана в Корнельском университете, делает три главных вывода:

Миллиарды возможностей: каждая пятая звезда имеет планету, которая потенциально может быть похожа на нашу – не слишком горячую, не слишком холодную, достаточно маленькую, чтобы быть каменистой, как Земля, и, следовательно, иметь на своей поверхности жидкую воду. В нашей галактике Млечном Пути около 200 миллиардов звезд, что означает, что в космосе миллиарды и миллиарды возможностей для существования миров, похожих на наш. Мы живем в золотую эру исследований, изучая эти миры впервые с помощью телескопа Джеймса Уэбба.
Невероятное разнообразие миров, вращающихся вокруг других звезд. Некоторые из обнаруженных нами экзопланет потрясли наше мировоззрение. Они оказались совершенно неожиданными – одни покрыты океанами магмы, другие обожженные, раздутые газовые шары, пролетающие слишком близко к своим родительским звездам, а третьи одинокие бродяги в космосе. Погружаясь в вымышленные миры “Чужих Земель”, вы обнаружите, что некоторые из этих экзопланет еще более странны, чем миры, придуманные в научной фантастике. Тем не менее, некоторые из них немного напоминают наш дом.
Ключ к нахождению жизни в космосе – это история Земли, разнообразные биологические формы и творчество. Наша планета претерпела значительные изменения в ходе эволюции. Смог бы путешественник во времени опознать нашу юную планету? Никаких Гималаев, Альп, привычных ориентиров – континенты раз за разом распадались и вновь формировались на протяжении истории Земли. На ночном небе не было бы и знакомых созвездий, которые выглядели неузнаваемо из-за движения звезд в космосе. Земля менялась, а широкое разнообразие ее биоты дает нам первое представление о том, как искать жизнь на других мирах.

Поиск этих подсказок требует совместной работы мыслителей из разных дисциплин, множества идей и творчества. Сегодня решение загадки этих новых миров требует использования широкого спектра инструментов из биологии, геологии, компьютерного моделирования и обращения к далекой истории эволюции Земли в поисках подсказок о том, что искать.

Лиза Кальтенеггер создала Институт Карла Сагана, чтобы связать идеи разных мыслителей из разных дисциплин новым креативным способом. Это, в сочетании с использованием истории нашей планеты в качестве “Розеттского камня”, имеет критическое значение для повышения наших шансов не пропустить признаки жизни на других мирах.

Какова вероятность найти жизнь в Солнечной системе? Лиза дает остроумный ответ: “50% плюс-минус 50%”. То есть от нуля до ста процентов, потому что мы не знаем, насколько легко жизнь может зародиться где-либо. Именно это делает поиск таким захватывающим. Но у нас миллиарды возможных мест, где она могла зародиться, так что разве не большим сюрпризом будет, если мы ничего не найдем?

Что же означает “Чужие Земли” в названии книги? Это отсылка к мирам, которые могут быть похожи на наш, вращаясь вокруг других звезд. Но это также относится и к нашей планете. Земля настолько изменилась в ходе своей эволюции, что в прошлом была бы для нас инопланетным миром – на протяжении большей части своей истории она даже не имела атмосферы, пригодной для дыхания. Наша планета превратилась из молодого, враждебного мира, покрытого лавой, в планету с обширными океанами, кружевом белых облаков и рассеянным в атмосфере голубым светом – удивительно красивую, хрупкую, бледно-голубую живую планету, сияющую точку на огромном черном полотне космоса.

История Земли рассказывает о ее глубокой трансформации и дает первое представление о разнообразии одного каменистого мира и жизни, которую он вмещает, намекая на то, что нужно искать в безбрежности космоса.

Невозможно дать количественный ответ, но считает ли Лиза технологические цивилизации распространенным явлением в Галактике? Вот ее любимый ответ на парадокс Ферми, согласно которому, несмотря на возраст нашей Галактики в 10 миллиардов лет, нас до сих пор не посетили инопланетные цивилизации:

“Даже если бы там было много цивилизаций, с чего бы им захотелось с нами связываться? Мы пока не очень интересны. Основное допущение парадокса Ферми в том, что другие цивилизации захотели бы посетить или связаться с нами, и что другие виды, если они существуют, были бы достаточно любопытны, чтобы выйти на контакт”. Оставим в стороне вопрос о том, какая атмосфера и условия необходимы для выживания потенциальных инопланетных гостей – насколько Земля выглядит привлекательным местом назначения? Земля – ее любимая планета, но с точки зрения технологий мы только начинаем. Да, двенадцать астронавтов посетили лунную поверхность, но пока человечество даже не достигло ближайшей планеты, не говоря уже о ближайшей соседней звезде. Имея выбор, разве Землю действительно стоило бы выбрать в качестве первого места для посещения?

В оптимистичном случае переполненного дружелюбными мирами космоса, Земля пока не допущена за взрослый стол. Предпосылка, что любой, кто мог бы с нами связаться, немедленно сделал бы это, выглядит ошибочной, делая Великое Молчание и ответ на парадокс Ферми менее зловещим.

Какие будущие наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба и других миссий были бы наиболее захватывающими? Джеймс Уэбб изучает систему Траппист-1 и семь ее землеподобных планет, три из которых находятся в обитаемой зоне их звезды. Потребуется время, чтобы собрать достаточно информации и проанализировать данные, но мы действительно живем в удивительное время, когда впервые в истории можем увидеть свет от маленькой каменистой планеты в обитаемой зоне другой звезды и изучить его на наличие признаков жизни. Именно поэтому Лиза Кальтенеггер написала эту книгу сейчас, потому что мы стоим на пороге ответа на тысячелетний вопрос: есть ли другие “Чужие Земли” где-нибудь еще?

Поднимите голову, посмотрите на потрясающее ночное небо, найдите свою любимую звезду и позвольте себе помечтать. А что, если мы не одиноки во Вселенной?