Жизнь на других планетах

Жизнь на других планетах

Условия для жизни на других планетах

По некой причине до недавнего времени у человечества сложилось четкое представление инопланетной жизни в форме серых гуманоидов с большими головами. Однако, современные кинофильмы, литературные произведения, следуя за развитием самого научного подхода к этому вопросу, все более выходят за рамки указанных выше представлений. Действительно, Вселенная довольно разнообразна и, учитывая сложную эволюцию человеческого вида, вероятность возникновения схожих форм жизни на разных планетах с разными физическими условиями – крайне мала.

Прежде всего следует выйти за рамки представления жизни таковой, какой она есть на Земле, так как мы рассматриваем жизнь на других планетах. Оглядываясь вокруг, мы понимаем, что все известные нам земные формы жизни являются именно такими не просто так, а в силу существования на Земле некоторых физических условий, пару из которых мы и рассмотрим далее.

Гравитация

Первым и наиболее явным земным физическим условием является гравитация. Чтобы гравитация на другой планете была точно такой же, ей понадобится точно такая же масса и такой же радиус. Чтобы это было возможно, вероятно другая планета должна состоять из тех же элементов, что и Земля. Для этого потребуется также ряд других условий, в результате соблюдения которых вероятность обнаружения такого «клона Земли» стремительно падает. По этой причине, если мы намеренны отыскать все возможные внеземные формы жизни, следует предполагать о возможности их существования на планетах с несколько иной гравитацией. Конечно, для гравитации должен быть определен некоторый диапазон, такой чтобы удерживать атмосферу и при этом на расплющить все живое на планете.

В границах этого диапазона возможны самые различные формы жизни. Прежде всего гравитация влияет на рост живых организмов. Вспоминая самую известную гориллу в мире – Кинг-Конга, следует отметить, что он не выжил бы на Земле, так как умер бы под давлением собственного веса. Причиной этому служит закон квадрата-куба, согласно которому с увеличением тела в два раза, его масса увеличивается в 8 раз. Поэтому если мы рассматриваем планету с пониженной гравитацией – следует ожидать обнаружение форм жизни в крупных размерах.

Также от силы гравитации на планете зависит крепость скелета и мышц. Вспоминая еще один пример из мира животных, а именно самое большое животное – синего кита, отметим, что в случае попадания его на сушу кит задыхается. Однако происходит это не потому, что они задыхаются словно рыбы (киты – млекопитающие, а посему они дышат не жабрами, а легкими, как и люди), а потому, что сила тяжести мешает их легким расширяться. Из этого следует, что в условиях повышенной гравитации человек обладал бы более крепкими костьми, способными удержать массу тела, более крепкими мышцами, способными противодействовать силе тяжести, и меньшим ростом для понижения собственно самой массы тела согласно закону квадрата-куба.

Перечисленные физические характеристики тела, зависящие от гравитации, — это лишь наши представления о влиянии силы тяжести на организм. На самом деле гравитация может определять значительно больший диапазон параметров тела.

Атмосфера

Другим глобальным физическим условием, определяющим форму живых организмов, является атмосфера. Прежде всего наличием атмосферы сознательно сузим круг планет с возможностью жизни, так как ученым не удается представить организмы, способные выживать без вспомогательных элементов атмосферы и при убийственном влиянии космической радиации. Поэтому предположим, что планета с живыми организмами должна обладать атмосферой. Сперва рассмотрим атмосферу с содержанием кислорода, к которому мы все так привыкли.

Рассмотрим к примеру насекомых, размер которых явно ограничен из-за особенностей дыхательной системы. Она не включает легкие и состоит из тоннелей трахей, выходящих наружу в виде отверстий — дыхалец. Подобная тип транспортировки кислорода не позволяет иметь насекомым массу более 100 грамм, так как при больших размерах теряет свою эффективность.

Каменноугольный период (350-300 млн. лет до нашей эры) характеризовался повышенным содержанием кислорода в атмосфере (на 30-35%), и присущие тому времени животные могут Вас удивить. А именно, гигантские дышащие воздухом насекомые. К примеру, стрекоза Meganeura могла иметь размах крыльев более 65-ти см, скорпион Pulmonoscorpius достигать 70-ти см, а многоножка Arthropleura — 2,3 метра в длину.

Земля глазами спутника GOES-16

Таким образом, становится очевидно влияние концентрации кислорода в атмосфере на диапазон различных форм жизни. Кроме того, наличие кислорода в атмосфере не есть твердым условием для существования жизни, так как человечеству известны анаэробы – организмы, способные жить без потребления кислорода. Тогда если влияние кислорода на организмы столь высоко, какова же будет форма жизни на планетах со совершенно другим составом атмосферы? – сложно представить.

Так перед нами возникает немыслимо большой набор форм жизни, которые могут нас ожидать на другой планете, учитывая лишь два перечисленных выше фактора. Если же рассматривать и другие условия, вроде температуры или атмосферного давления, то разнообразие живых организмов выходит за рамки восприятия. Но и в этом случае ученые не боятся делать более смелые предположения, определяемые в альтернативной биохимии:

  • Многие убеждены, что все формы жизни могут существовать лишь при наличии в их составе углерода, так как это наблюдается на Земле. Данное явление в свое время Карл Саган назвала как «углеродный шовинизм». Но на самом деле основным строительным элементом инопланетной жизни может быть совсем не углерод. Среди альтернатив углероду ученые выделяют кремний, азот и фосфор или азот и бор.
  • Фосфор – также один из основных элементов, составляющих живой организм, так как входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и прочих соединений. Однако, в 2010-м году астробиолог Фелиса Вольф-Саймон обнаружила бактерию, во всех клеточных компонентах которой фосфор заменяется мышьяком, к слову токсичным для всех других организмов.
  • Вода – один из важнейших компонентов для жизни на Земле. Однако, и воду можно заменить иным растворителем, согласно исследованиям ученых, это может быть аммиак, фтороводорот, цианистый водород и даже серная кислота.

Зачем же мы рассматривали вышеописанные возможные формы жизни на других планетах? Дело в том, что с увеличением разнообразия живых организмов размываются границы самого термина жизни, который, к слову, до сих пор не имеет явного определения.

Понятие инопланетной жизни

Так как предметом данной статьи есть не разумные существа, а живые организмы, следует определить понятие «живого». Как оказалось, это достаточно сложная задача и существует более 100 определений жизни. Но, дабы не углубляться в философию, пойдем по следам ученых. Наиболее широкое понятие жизни должны иметь химики и биологи. Исходя из привычных признаков жизни, вроде размножения или питания, к живым существам можно приписать некоторые кристаллы, прионы (инфекционные белки) или вирусы.

Доподлинное определение границы между живым и неживым организмом должно быть сформулировано прежде, чем возникнет вопрос о существовании жизни на других планетах. Биологи считают такой пограничной формой – вирусы. Сами по себе, не взаимодействуя с клетками живых организмов, вирусы не обладают большинством привычных нам характеристик живого организма и представляют из себя лишь частицы биополимеров (комплексы органических молекул). Например, они не имеют обмена веществ, для их дальнейшего размножения потребуется какая-то клетка-хозяин, принадлежащая другому организму.

Вирусы

Однако, вирусы имеют гены, то есть имеют свои ДНК и РНК, а также могут эволюционировать путем естественного отбора. Паразитируя в клетке, они проявляют большую часть общепризнанных признаков жизни. И хотя размножаются они не посредством деления клетки, как, согласно некоторым определениям, живые организмы, все же размножение имеет место быть, причем с наследством мутации в результате естественного отбора. Также в 2013-м году было опубликовано исследование, согласно которому некоторые бактериофаги (вирусы, которые поражают лишь белковые клетки) владеют собственным иммунитетом.

Таким образом можно условно провести грань между живыми и неживыми организмами проходит через обширный слой вирусов. То есть обнаружение вирусоподобного организма на другой планете может стать как подтверждением существования жизни на других планетах, так и еще одним полезным открытием, однако не подтверждающим указанное предположение.

Согласно вышесказанному, большинство химиков и биологов склоняются к тому, что основным признаком жизни есть репликация ДНК – синтез дочерней молекулы на основе родительской молекулы ДНК. Имея такие взгляды на инопланетную жизнь, мы значительно отдалились от уже избитых образов зеленых (серых) человечков.

Однако проблемы определения объекта как живого организма могут возникнуть не только с вирусами. Учитывая указанное ранее разнообразие возможных видов живых существ, можно представить ситуацию, когда человек столкнется с некоторой инопланетной субстанцией (для простоты представления – размеров порядка человека), и поставит вопрос о жизни этой субстанции, — поиск ответа на этот вопрос может оказаться таким же затруднительным, как и в случае с вирусами. Данная проблема просматривается в произведении Станислава Лема «Солярис».

Европа

Следы водяных выбросов на Европе, снимки телескопа Хаббл

Небезызвестный спутник Юпитера – Европа – довольно холодное (-160 °C — -220 °C) небесное тело, покрытое толстым слоем льда. Однако, ряд результатов исследований (движение коры Европы, наличие индуцированных токов в ядре) все больше приводят ученых к мысли о существовании жидкого водного океана под поверхностными льдами. Причем в случае существования, размеры этого океана превышают размеры мирового океана Земли. Разогрев этого жидкого водяного слоя Европы скорее всего происходит посредством гравитационного влияния Юпитера, которое сжимает и растягивает спутник, вызывая приливы. В результате наблюдения за спутником были также зафиксированы признаки выбросов водяного пара из гейзеров со скоростью примерно 700 м/с на высоту до 200 км. В 2009-м году американским ученым Ричардом Гринбергом было показано, что под поверхностью Европы имеется кислород в объемах, достаточных для существования сложных организмов. Учитывая другие указанные данные о Европе, можно с уверенностью предположить о возможности существования сложных организмов, пусть подобных рыбам, которые обитают ближе ко дну подповерхностного океана, где судя по всему расположены гидротермальные источники.

Энцелад

Спутник Сатурна Энцелад

Наиболее многообещающим местом для обитания живых организмов является спутник Сатурна – Энцелад. Несколько похожий на Европу, этот спутник все же отличается от всех других космических тел Солнечной системы тем, что на нем обнаружена жидкая вода, углерод, кислород и азот в форме аммиака. Причем результаты зондирования подтверждаются реальными фотографиями огромных фонтанов воды, бьющих из трещин ледяной поверхности Энцелада. Собрав воедино полученные свидетельства, ученые утверждают о наличии подповерхностного океана под южным полюсом Энцелада, температура которого лежит в диапазоне от -45°C до +1°C. Хотя существуют оценки, согласно которым температура океана может достигать даже +90. Даже если температура океана не высока, все же нам известны рыбы, живущие в водах Антарктики при нулевой температуре (Белокровные рыбы).

Помимо этого, данные, полученные аппаратом «Кассини», и обработанные учеными из института Карнеги, позволили выяснить щелочность среды океана, которая составляет 11-12 pH. Данный показатель является довольно благоприятным для зарождения, а также поддержания жизни.

>Жизнь на других планетах Солнечной системы

Венера

Венера – филиал ада, жаль, Данте ее не видел, ведь температура на ее поверхности близка к 480 градусам, давление составляет 92 атмосферы и царит вечный полумрак. На планете, укрытой плотными облаками из диоксида серы, правит бал чудовищной силы парниковый эффект. Конечно, ничего живого на поверхности нет, но есть шанс найти бактерий в верхних слоях венерианской атмосферы, на высоте около ста километров.

В прошлом Марс был двойником Земли, первый миллиард лет его существования на поверхности планеты были реки, озера, моря и даже громадный океан. Это водное прошлое оставило много геологических подсказок, например, русла рек. Марс в настоящее время сухой и холодный мир, воды на поверхности нет, что осталось – замерзло; иногда вода прорывается из подземных источников и даже какое-то время существует в жидком виде из-за большой концентрации солей. Кроме того, на Марсе существует таинственный подземный источник метана, который может указывать на существование жизни, но есть она на красной планете или нет, нам лишь предстоит узнать.

Церера

Идея существования жизни на астероиде может показаться странной. Но при падении астероидов на Землю можно найти не только 20 важных для жизни аминокислот, но и сотню других. Может ли похвастаться наличием жизни карликовая планета Церера (именно такой статус получил самый крупный объект пояса астероидов)? Наверное, нет, но надо помнить, что это кладовая химических элементов, а случиться за миллиарды лет могло все, что угодно. Надо только посмотреть поближе.

Второй по размеру спутник Юпитера на первый взгляд слишком далек от Солнца, чтобы можно было всерьез говорить о чем-то живом, но на нем есть огромный подледный океан из воды, прогреваемый ядром планеты. Притяжение Юпитера постоянно действует на спутник, вызывая его периодические деформации, что является причиной нагревания ядра планеты. Это дает надежду на существование на дне океана геотермальных источников, на Земле являющихся настоящими оазисами жизни.

Диаметр этого маленького ледяного спутника Сатурна составляет лишь 500 км, но этот мир уникален своими гигантскими гейзерами, фонтанирующими на его южном полюсе. Подо льдом скрывается водный океан, согреваемый ядром планеты, ведь, несмотря на свои скромные размеры, Энцелад геологически активен. С маленьким спутником происходит то же, что и с Европой – его разогревает притяжение Сатурна. Чтобы не занести на Энцелад земную микрофлору при случайном столкновении, команда аппарата Кассини специально отправила его в последний путь на Сатурн.

Инопланетная жизнь — какой она может быть?

Для большинства людей инопланетная жизнь – это то, что мы видим в кино и читаем в фантастических книгах. Как правило, люди представляют инопланетян в виде зеленых человечков, гуманоидов с огромными глазами или и вовсе в качестве механических монстров, которые обязательно перемещаются на летающей тарелке или сверхтехнологичном космическом корабле. Однако творчество режиссеров и писателей уходит далеко за рамки научных представлений и открытий. Давайте же разберемся, какие факторы благоприятствуют наличию жизни.

Известно, что наша Вселенная весьма разнообразна и многогранна, если при этом учесть сложность эволюции человеческого вида, то можно предположить, что вероятность появления схожих форм жизни на других планетах ничтожно мала. Если где – то во Вселенной и существуют другие разумные существа, они скорей всего пошли по другой ветви развития, отличной от нашей эволюции.

Итак, что же такое «живое» существо? Возьмем за основу привычные признаки жизни, к которым относятся размножение и питание. Таким образом, к живым существам можно отнести вирусы, инфекционные белки и кристаллы. В данном случае можно говорить о пограничном значении вирусов, которые находятся между границей живого и неживого. Сами по себе вирусы не способны размножатся, не обладают привычным обменом веществ и нуждаются в клетке – хозяине для продолжения существования. Однако вирусы имеют гены, то есть свои ДНК и РНК и могут эволюционировать путем естественного отбора, это сближает их с людьми. Паразитируя в клетке, вирусы проявляют большую часть признаков жизни. Таким образом, можно провести грань между живыми и неживыми организмами.

Из этого следует, что основным признаком жизни является репликация ДНК – синтез дочерней молекулы. На основе этого фактора мы уже можем отдалиться от избитого образа зеленых человечков. Если вирусы обладают собственной ДНК, значит, абсолютно любая с виду субстанция может быть живым существом. То есть, человек может повстречаться с инопланетной жизнью, но не сразу определить, что это и есть она.

Ключевые факторы для существования жизни

Давайте постараемся и вовсе отстраниться от представления земной жизни, и рассмотрим понятие жизни как таковое, ведь мы говорим об условиях бескрайнего космоса и жизни на других планетах.

Физические факторы, поспособствовавшие возникновению жизни на Земле:

  • температура на поверхности Земли колеблется от -50°C до +50°C;
  • наличие большого количества воды (без воды невозможно существования жизни, но вода может быть представлены и в твердом состоянии);
  • тяжелые элементы в структуре земного шара (металлы);
  • наличие атмосферы и достаточного количества кислорода в ней (ученые на данный момент не представляют, чтобы существовали организмы, способные прожить без вспомогательных элементов атмосферы под влиянием космической радиации);
  • гравитация (влияет на рост живых организмов, от гравитации зависит крепость скелета и мышц);
  • защитный озоновый слой.

Наличие жизни на планетах Солнечной системы

Пока что научному сообщество удалось подобраться и изучить более детально только планеты нашей Солнечной системы, среди них лишь 3 имеют удовлетворительные условия для возникновения жизни: Земля, Марс и Венера. Так есть ли инопланетная жизнь здесь? Может быть, инопланетяне с Марса давно уже не выдумка?

Сначала поговорим о планете с красивым именем Венера. Исследовательские станции, отправленные на Венеру, установили, что температура ее поверхности непригодна для жизни, так как достигает +400°C. Атмосфера Венеры содержит большое количество углекислого газа и водяных паров, что отрицает возможность формирования жизни. По остальным физическим показателям Венера крайне схожа с Землей, так что не исключено, что жизнь здесь существует в иной биохимической форме.

Если же говорить о Марсе, то его температура наоборот достаточно холодная для формирования жизни – в районе экватора она составляет -50°C. Атмосфера Марса значительно разрежена: ее состав крайне схож с земным, но давление в 10 раз меньше. Ученые предполагают, что это связано с небольшой массой планеты, Марс просто не в состоянии удержать свою атмосферу. Было также установлено, что на Марсе слишком маленькое соотношение кислорода и углекислого газа для комфортного проживания.

Если же говорить о Юпитере и Сатурне, эти планеты имеют достаточную массу для удержания атмосферы, но низкую удельную плотность. То есть данные планеты не имеют твердой почвы, а полностью состоят из газов и осколков космического мусора. Даже если жизнь на этих планетах и способна существовать, то только в очень отличном от земной жизни виде.

Подводя итог, можно сказать, что подходящими условиями для проживания и размножения живых организмов в нашей Солнечной системе обладает исключительно Земля. Хотя в последнее время ведутся активные изучения спутников Сатурна и Юпитера. Особенный интерес научное сообщество проявляет к крупной планете под названием Энцелад, которая полностью покрыта водой. Правда температура поверхности Энцелада составляет -200°C, и вода здесь содержится исключительно в виде льда. Некоторые ученые выдвигают теорию, что под ледяной коркой может быть скрыт океан с пригодными для жизни условиями.

Существуют ли жизнь на других планетах или нет, все это еще предстоит нам узнать. Скорей всего эти тайные бытия будут открыты не нам и даже не нашим детям, а лишь нашим правнукам, когда космические технологии выйдут на новый уровень и позволят человеку спокойно перемещаться по вселенной.

В одной только нашей галактике находится около 200 млрд. звезд, вокруг которых вращаются планеты. Вы только подумайте: если уж в нашей Солнечной системе одна из девяти планет оказалась пригодной для жизни, то это не случайность! Где — то там далеко, в темном и необъятном космосе существует и другая, пока неизвестная нам форма жизни.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *