-
При поддержке
-
При поддержке
Protocol Labs
-
Будь любознательным.
-
Будь любознательным.
Веди человечество вперёд.
-
Во всей Вселенной
-
Во всей Вселенной
нам известно лишь одно древо жизни.
-
Но одиноко ли оно?
-
Или лишь одно из множества в обширных космических джунглях?
-
Представьте себе Музей, где собраны
все виды жизни во Вселенной.
-
Какие странные вещи мог бы хранить такой музей?
-
Что возможно по законам природы?
-
ЖИЗНЬ
-
ЖИЗНЬ ВОВНЕ
-
ГЛАВА II
-
ГЛАВА II
МУЗЕЙ ВНЕЗЕМНОЙ ЖИЗНИ
-
Чтобы иметь хоть какую-то надежду найти инопланетную жизнь,
-
мы должны знать, что искать.
-
Но откуда начинать?
-
Как сузить бесконечный, на первый взгляд, набор возможностей?
-
Одно мы знаем наверняка:
-
природе придётся играть по её собственным правилам.
-
Какой бы странной ни была инопланетная жизнь,
-
она будет ограничена теми же физическими
и химическими законами, что и мы.
-
6_
Фотосинтез
-
6 C_
Фотосинтез
-
6 CO_
Фотосинтез
-
6 CO₂
Фотосинтез
-
6 CO₂ +
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O +
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + С
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Cв
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Св_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Све_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет →
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C₆
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C₆H_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C₆H₁_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C₆H₁₂_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C₆H₁₂O
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C₆H₁₂O₆
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C₆H₁₂O₆ +
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C₆H₁₂O₆ + 6_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C₆H₁₂O₆ + 6 O_
Фотосинтез
-
6 CO₂ + 6 H₂O + Свет → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
Фотосинтез
-
Кроме того, всякая инопланетная среда накладывает дополнительные ограничения
-
на возможности развития жизни.
-
Несмотря на эти естественные границы,
-
возможности просто потрясают воображение.
-
Триллионы планет, в каждой из которых - свой кипящий котёл химических веществ,
-
претерпевают собственную
сложную эволюцию.
-
Для удобства нашей прогулки по Музею,
-
инопланетная жизнь будет разделена на две выставки:
-
ВЫСТАВКА I
Жизнь, какой мы её знаем
-
Дом для существ
с биохимией, подобной нашей.
Углерод и вода
-
ВЫСТАВКА II
Жизнь, какой мы её не знаем
-
Здесь существа, ломающие наше представление о самом явлении Жизни.
Экзотическая биохимия
-
Прежде чем окунуться в неизвестное слишком далеко,
-
мы должны спросить себя:
-
что, если инопланетная жизнь
похожа на нашу больше, чем мы думаем?
-
ВЫСТАВКА I
-
ВЫСТАВКА I
Жизнь, какой мы её знаем
Углерод и вода
-
Если и есть что-то, связывающее нас с экспонатами этой выставки,
-
то это углерод.
-
Углерод вездесущ,
-
один из самых распространённых элементов во Вселенной,
-
он очень хорошо формирует
большие стабильные молекулы.
-
Углерод обладает редкой способностью создавать четырёхсторонние связи с другими элементами
-
и соединяться в длинные стабильные цепочки атомов,
-
что ведёт к созданию огромных сложных молекул.
-
Такая вариативность делает углерод сердцем молекулярного механизма жизни.
-
И те же углеродные компоненты, что и наши, обнаруживаются за пределами Земли,
-
на поверхности метеоритов,
-
кочующие в далёких облаках космической пыли.
-
Кирпичики жизни, неспешно пролетающие сквозь Вселенную, будто снег.
-
Если внеземная жизнь и выбрала другие углеродные компоненты для своей биохимии,
-
ей было, из чего выбирать.
-
структуры ДНК
-
Недавно учёные определили более миллиона возможных альтернатив ДНК -
-
все на основе углерода.
-
С любой когда-либо открытой углеродной формой жизни
-
мы будем фундаментально связаны.
-
Эти существа будут нашими космическими братьями.
-
Но будут ли они похожи на нас?
-
Если они происходят с планет, подобных Земле,
-
у нас может быть больше общего,
-
чем просто биохимия.
-
Какой может быть развитая жизнь на других планетах?
-
Может ли она быть такой, как у нас, на Земле?
-
Или же будет совершенно другой?
-
Есть мнение, что конвергентность эволюции,
-
при наличии условий, похожих на земные,
-
создаст формы жизни очень близкие к нашим.
-
Животных и растения, что выглядят очень знакомыми.
-
На Земле, определённые свойства;
-
такие как зрения, эхолокации и полёта возникали в ходе эволюции
-
множество раз, независимо у разных видов.
-
Конвергентность эволюции может быть применима и к другим планетам, подобным Земле,
-
где организмы встречаются с теми же вызовами окружающей среды.
-
В этом нет полной уверенности, но у жизни могут быть определённые универсальные правила.
-
Лучшие хиты эволюции на повторе в плейлистах всех миров Вселенной.
-
Каждое свойство как песня о местной окружающей среде.
-
Слабоосвещённые планеты рождали бы существ с огромными глазами
-
для улавливания крох света, как у ночных млекопитающих.
-
Некоторые смело считают, что человекоподобные организмы - гуманоиды -
-
могут возникнуть и на других планетах.
-
Существование сложных организмов, подобных человеку, кажется маловероятным,
-
так как мы возникли в результате долгой запутанной цепи событий.
-
Но это не исключено.
-
Если хотя бы одна на сотню триллионов земплеподобных планет создаёт гуманоида,
-
видов существ, похожих на нас, будут тысячи.
-
Но на самом деле, больше шансов обнаружить кого-то внизу пищевой цепи.
-
Конвергентная эволюция прекрасно работает на растениях,
-
C4-фотосинтез возникал независимо более 40 раз.
-
Будут ли инопланетные растения похожи на наши, или совершенно другими?
-
На Земле растения зелёные,
-
потому что поглощают световые волны остального спектра Солнца.
-
Но звёзды бывают разных цветов.
-
И растения других планет могут эволюционировать с другой пигментацией,
-
чтобы адаптироваться под цвет своей звезды.
-
Растения, питающиеся светом горячих звёзд будут выглядеть краснее,
-
поглощая богатый энергией свет синих оттенков.
-
У тусклых красных карликов, растения будут тёмными,
-
пытаясь поглотить любой доступный цвет видимого спектра.
-
Земля же могла однажды выглядеть фиолетовой
-
из-за ретиналя, пигмента-предшественника хлорофилла.
-
Некоторые считают, что простота молекулы ретиналя делает его более распространённым пигментом.
-
Если это так, то мы обнаружим, что фиолетовый -
-
любимый цвет жизни.
-
Но цвет внеземных растений - не просто вопрос любопытства.
-
Это химическая информация, которая доступна сквозь световые годы.
-
Земные растения вызывают значительный след в отражённом свете нашей планеты.
-
Схожий сигнал от другого мира может указывать на наличие растительности.
-
Возможно, наш первый взор на инопланетную жизнь, и станет таким -
-
пойманный в телескоп необычный оттенок далёкого мира.
-
Но на жизнь влияет не столько её звезда, сколько сама планета.
-
Что произойдёт, если изменить продолжительность дня на планете?
-
Изменить её наклон?
-
Форму орбиты?
-
Что будет, если изменить притяжение планеты?
-
На планетах с вытянутой эллиптической орбитой будут резкие смены сезонов.
-
Могут существовать миры, будто вымершие тысячи лет,
-
и внезапно нарождающие жизнь.
-
На данный момент большинство открытых каменистых планет были массивными суперземлями.
-
GJ 357 D
Суперземля. Расстояние: ~31 св.лет. Размер: 7х Земли. Температура: ~-51°C
-
Как могла бы жизнь эволюционировать в этих мирах?
-
В океанах гравитация может почти не иметь значения.
-
Гравитация на массивных планетах не везде высока.
-
В океане, где и зароджается всякая жизнь, почти нет гравитации,
-
так как плотность организма почти совпадает с окружающей средой.
-
Когда же животное выходит на сушу, оно уже ощущает притяжение.
-
При высоком притяжении большие кости и мускулатура
-
необходимы сложным организмам для жизни на суше.
-
Также важна более надёжная кровеносная система.
-
А растительность в таких условиях не стремится ввысь из-за энергозатратности поднятия питательных веществ.
-
У планет с низкой гравитацией атмосфера быстрее рассеивается в космос,
-
а слабое магнитное поле плохо защищает от космического излучения.
-
Но малые миры могут быть домом для скрытых оазисов.
-
Огромные пещерные системы служат убежищем для жизни.
-
Несмотря на губительность условий на поверхности, жизнь может процветать под ней,
-
где есть защита от космического излучения и более благоприятная температура.
-
Масса наименьших, возможно, обитаемых планет достигает 2,5% земной массы
-
Если жизнь на поверхности таких планет всё же смогла развиться,
-
это было бы потрясающим зрелищем.
-
Растительность достигала бы высот небоскрёбов в условиях низкой гравитации,
-
когда питательные вещества легко перемещать выше.
-
И, без нужды в массивных скелетах и мышщах,
-
внешний вид животных мог бы ломать представление о возможном.
-
Наша бурная фантазия может породить множество крупных форм жизни,
-
но, похоже, это редкое явление во Вселенной.
-
Здесь, на Земле, эволюции понадобилось 3,5 миллиарда лет,
-
чтобы произвести сложную флору и фауну.
-
Простые организмы более выносливы, легче адаптируются и шире распространены.
-
Самая большая коллекция в Музее Жизни, скорее всего, находилась бы
-
в Зале Микробов.
-
Но открытие даже мельчайшего инопланетного микроба стало бы великим.
-
Крохотная жизнь может оставлять значительные следы.
-
Как в земных строматолитах, микробы могли бы со временем собираться в громадных скоплениях,
-
формируя причудливые структуры.
-
И в достаточных количествах некоторые инопланетные бактерии
-
могли бы оставлять чёткий биологический след,
-
выдыхая газы, несовместимые в неживой природе.
-
Например, кислород и метан.
-
Есть способы получения и кислорода, и метана без наличия жизни,
-
но их сосуществование в атмосфере почти невозможно,
-
если нет их биологического источника где-то на поверхности.
-
И это отражалось бы на цветовом спектре планеты.
-
Космические телескопы следующего поколения могли бы отыскать такой сигнал
-
из мира, не такого уж и далёкого от нашего.
-
Ближайшая подобная Солнцу звезда с планетой, похожей на Землю, в зоне обитаемости,
-
возможно, лишь в 20 световых годах от нас,
-
и видима невооружённым взглядом.
-
Но, возможно, есть ещё более лёгкая цель для поиска жизни, чем небольшие землеподобные планеты.
-
Коричневые карлики: слишком малы для звезды, слишком велики для планеты.
-
Большинство коричневых карликов слишком горячи для жизни, какой мы её знаем.
-
Но некоторые достаточно прохладны.
-
WISE 0855-0714
Малый коричневый карлик. Расстояние: 7 св. лет. Масса: 3-10х Юпитера. Температура: -50 - -30°C
-
Все необходимые для жизни элементы были обнаружены в их атмосферах.
-
И в некоторых слоях этих глубоких облаков
-
могут быть комфортные для жизни давление и температура.
-
В этих небесах может жить фотосинтезирующий планктон,
-
парящий на восходящих потоках ветров.
-
И достаточно мощные ветра могли бы поддерживать и более крупную, сложную жизнь.
-
Хищников.
-
В одной лишь нашей галактике более 25 миллиардов коричневых карликов,
-
их легче исследовать на предмет жизни благодаря их размерам.
-
Первым открытым экспонатом Музея Жизни не обязательно станет уроженец планеты.
-
Возникает важнейший вопрос:
-
что если мы ищем не в тех местах?
-
Что если у природы другие замыслы?
-
ВЫСТАВКА II
-
ВЫСТАВКА II
Жизнь, какой мы её не знаем
-
ВЫСТАВКА II
Жизнь, какой мы её не знаем
Экзотическая биохимия
-
Большинство мест во Вселенной слишком горячи или слишком холодны для жидкой воды
-
и биохимии для поддержания жизни, какой мы её знаем.
-
Но если наши предубеждения ошибочны,
-
нужно рассматривать и многие другие варианты.
-
Искать жизнь за пределами зоны обитаемости,
-
в местах, что кажутся совсем непригодными для жизни.
-
Экзотические условия требуют экзотической биохимии,
-
и, хотя ни один элемент не сравнится с вариативностью углерода,
-
есть претендент с большим отрывом от остальных.
-
КРЕМНИЙ
Полуметалл. Атомная масса: 28,066. Температура плавления: 1687 К. Плотность: 2.3290 г/см3
-
На первый взгляд, кремний похож на углерод.
-
Он формирует те же четырёхсторонние связи, его так же в избытке во Вслеленной.
-
Но если посмотреть внимательнее, эти элементы - ложные близнецы.
-
Связи кремния слабее, и менее способны формировать большие сложные молекулы.
-
Несмотря на это, они могут выдерживать бо́льшее разнообразие температур,
-
что открывает интригующие возможности.
-
Жизнь на основе атома кремния вместо углерода была бы
-
более устойчивой к экстремальному холоду,
-
создавая целую плеяду странных форм.
-
Но у кремния есть проблема:
-
в присутствии кислорода он становится подобным твёрдому камню.
-
Чтобы избежать окаменения, кремниевая жизнь может найти пристанище в бескислородных условиях,
-
как на холодном спутнике Сатурна - Титане.
-
ТИТАН
Спутник Сатурна. Расстояние: 1.2 млн км. Масса: 0,023 Земных. Температура: ~ -179°C
-
Его обширные озёра из жидкого метана и этана могли бы стать идеальной средой для кремниевой жизни,
-
или других экзотических биохимий.
-
Без обильного солнечного света существа в мирах типа Титана, скорее всего, были бы хемиосинтетиками,
-
добывая энергию через медленное разрушение камня.
-
У таких форм жизни был бы сверхмедленный метаболизм
-
и жизненный цикл порядка миллионов лет.
-
Но холодные миры - не единственное возможное пристанище для экзотической жизни.
-
CoRoT-7B
Суперземля. Расстояние: ~520 св. лет. Масса: 8 Земных. Температура: ~1026 - 1526°C
-
При высоких температурах, обычно стойкие связи кислорода и кремния становятся более гибкими,
-
что позволяет совершать химические реакции более динамично.
-
Это приводит к действительно вычурным предположениям
-
о кремниевой жизни внутри расплавленной кремниевой породы.
-
В теории, такие формы даже могли бы жить глубоко в Земле,
-
внутри магмовых камер, как часть неизведанной биосферы.
-
Если так и есть, то пришельцы у нас прямо под ногами.
-
Высказывались предположения и о других скрытых биосферах,
-
формы жизни, о присутствии которых мы даже не подозреваем.
-
Включая крохотную жизнь на основе РНК, настолько мелкую,
-
что её невозможно засечь существующими инструментами.
-
Облака пыли в пустотах космоса - последнее место, в котором вы ожидали бы найти жизнь.
-
Но когда космическая пыль сталкивается с плазмой - типом ионизированного газа -,
-
происходит нечто странное.
-
АСТРОФИЗИЧЕСКАЯ ПЛАЗМА
Межзвёздный ионизированный газ
-
В симуляциях было замечено, как частицы пыли
-
спонтанно формировали спиральные структуры, напоминающие ДНК.
-
Эти кристаллы плазмы даже демонстрировали похожее на жизнь поведение:
-
размножались, эволюционируя в более стабильные формы и передавая информацию.
-
Можно ли считать эти кристаллы живыми?
-
Некоторым исследователям кажется, что такие кристаллы подходят под определение жизни,
-
и могут считаться её неорганической формой.
-
На данный момент, мы наблюдали их только в компьютерных симуляциях.
-
Но некоторые полагают, что можно отыскать их в ледяных частицах колец Урана.
-
Плазма - самое распространённое агрегатное состояние материи во Вселенной.
-
КОСМИЧЕСКАЯ ПЛАЗМА
Ионизированный газ внутри Солнечной системы
-
Если сложные кристаллы плазмы действительно существуют и могут считаться жизнью,
-
то это наверняка самая распространённая её форма.
-
Или же, жизнь таится в совершенно противоположном месте:
-
в самом сердце мёртвых звёзд.
-
Когда огромные солнца взрываются, некоторые схлопываются в сверхплотные ядра - нейтронные звёзды -
-
сталкивая массы атомных ядер и плотно упаковывая их, как сардины в консервы.
-
PSR B1509-58
Нейтронная звезда. Расстояние: 17000 св. лет. Оборотов в секунду: ~7.
-
Условия на поверхности невообразимы:
-
Притяжение в сто миллиардов раз сильнее, чем на Земле.
-
Но под поверхностью из ядер железа лежит странное:
-
горячий плотный океан из нейтронов и субатомных частиц.
-
Прикованные к своим ракушкам из электронов, эти ядра атомов
-
подчиняются совершенно иным законам химии,
-
основанным не на электромагнетизме,
-
а на сильном ядерном взаимодействии, связывающем нуклоны.
-
В теории эти частицы могут формировать большие макроядра,
-
которые в свою очередь могут связываться в ещё бо́льшие супер-ядра.
-
В таком случае возникнет среда, повторяющая базовые условия возникновения жизни,
-
где молекулы из ядер атомов дрейфуют по сложноустроенному океану частиц.
-
Некоторые учёные высказывают невероятные предположения:
-
экзотические формы жизни, плавающие в странном океане частиц,
-
живущие, умирающие, эволюционирующие в течение невообразимо малого времени.
-
Возможно, шансов когда-либо увидеть такую странную жизнь совсем нет.
-
Но есть надежда наткнуться на ещё более экзотическую форму.
-
Жизнь не обязательно должна быть создана природой.
-
Она может быть и рукотворной.
-
Как только в ходе эволюции рождается интеллект,
-
открывается ящик Пандоры.
-
Будучи свободными от типичных ограничений биологии,
-
синтетическая машинная жизнь может оказаться самой успешной.
-
Она может отправиться практически куда угодно,
-
включая космический вакуум,
-
что открывает бесконечные горизонты возможностей, недоступных для биологических организмов.
-
И по сравнению с неспешным ходом естественного отбора,
-
технологическая эволюция ускоряется экспоненциально,
-
улучшая адаптивность и устойчивость.
-
По некоторым расчётам, автономные самовоспроизводящиеся машины
-
смогли бы колонизировать целую галактику всего лишь за миллион лет.
-
Мы не можем предсказать, как выглядела бы сверхразумная жизнь,
-
Но в теории конвергентная эволюция применима и к ней.
-
Исключительные электрические свойства кремния
-
могут быть единственной возможной основой для машинного разума.
-
Как возмещение за недостаточные возможности в биологии.
-
Многочисленные преимущества,
-
Многочисленные преимущества, машин могут сделать их конечной точкой в жизни:
-
Многочисленные преимущества, машин могут сделать их конечной точкой в жизни: венцом творения эволюции.
-
Миллиарды лет
Жизнь на Земле
-
По мере старения Вселенной машинный разум, возможно, станет преобладающей формой жизни,
-
а самозарождающиеся биологические формы будут считаться лишь её началом.
-
Не исключено, что мы сами запустим этот переход,
-
и великий эксперимент человечества будет лишь первым звеном
-
в бесконечной цепи межгалактической жизни.
-
И всё же, мы пока единственные известные существа в Музее Жизни Вселенной.
-
Чтобы действительно познать себя, мы должны выяснить:
-
одни ли мы?
-
Лорен Айзли как-то сказал:
-
"Никто не поймет себя до тех пор, пока не увидит свое отражение в зрачке, не принадлежащем человеку"
-
Однажды этот зрачок будет принадлежать разумному внеземному существу.
-
И чем скорее мы разберёмся в деталях эволюции,
-
тем раньше мы познаем наши настоящие исходные корни и то, куда движемся.
-
Мы увидели, что может ждать нас во вне.
-
И мы знаем, как это можно найти.
-
Осталось сделать лишь одно.
-
Искать.
-
Автор: MELODYSHEEP
-
Далее в Жизни Вовне:
Контакт с разумной жизнью
Межгалактические цивизизации
Как пережить конец Вселенной
-
Саундтрек скоро появится на всех больших музыкальных платформах
-
Поддержите выход следующей главы на
http://patreon.com/melodysheep