Фундаментальная проблема астрофизики
Введение
В современной астрофизике можно обозначить три фундаментальные проблемы: космология (рождение и эволюция Вселенной в целом); ядра галактик (физическое строение и процессы, происходящие в них); проблема поиска внеземных цивилизаций и связи с ними. Остановимся на последней проблеме, довольно неожиданно отнесенной к астрофизике академиком В.Л. Гинзбургом. (В среде специалисто
в утвердилось авторитетное мнение астрофизика из Специальной астрофизической обсерватории В.Ф. Шварцмана, который отнес эту проблему к культуре человечества в целом. Заметим, что, по мнению О. Шпенглера (1880-1939), цивилизация - производная от культуры, но единой общечеловеческой культуры нет и быть не может. Он выделяет следующие культуры: египетскую, индийскую, вавилонскую, китайскую, греко-римскую, византийско-арабскую, западноевропейскую и культуру майя. О. Шпенглер предсказывал рождение русско-сибирской культуры, а в XIX веке, по его мнению, начался "закат" западной культуры).
Научная постановка проблемы поиска внеземных цивилизаций относится к 60-м годам двадцатого столетия (США), причем вначале исследователи были полны оптимизма, который за четыре десятилетия заметно убавился. Свидетельство тому - эволюция названий данной проблемы. Если первое название CETI (Communication with Extraterrestrial Intelligence) - полное эйфории - отражало надежду на быстрое получение радиосигналов от внеземных цивилизаций, то следующее - SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) позволяло надеяться только на обнаружение внеземного разума, но не на связь с ним. В 1997 году пессимизм, обусловленный великим молчанием Вселенной [3], сменился осторожным оптимизмом, поскольку были отождествлены более 80 сложных органических молекул (состоящих из 2-13 атомов) в межзвездной среде нашей Галактики; открыты первые два десятка планет вблизи других звезд; а также изучены 12 марсианских метеоритов. Один из них (ALH 84001) содержит образования размерами 0.1 мкм (на два порядка меньше размеров земных бактерий), похожие на окаменевшие земные организмы. Этот метеорит был выброшен с поверхности Марса из области "древних" каналов (когда на Марсе была вода), от удара астероида размером 10 км, около 16 млн лет назад.
Хотя понятие "жизнь" является чрезвычайно сложным для определения, но в рамках программы SETI "разумная жизнь" - это способность создавать и использовать большие радиотелескопы и радиопередатчики.
1. Изучение граничных условий, необходимых для существования жизни
Исследование биологических процессов на Земле привело к неожиданным результатам, которые касаются интервала значений внешних параметров среды. Так, например, некоторые виды бактерий выживают в среде с температурой до +150ºС, а отдельные споры переносят "космический холод" - температуру - 140ºС. Экстремальные значения давления составляют тысячи и десятки тысяч атмосфер, внешняя среда может быть и щелочной и кислотной. Но основное свойство всех живых земных существ - самоорганизующихся систем - потребность в воде.
Для возникновения и эволюции на планете земного типа амино-нуклеино кислотной формы жизни и ее перехода к многоклеточным организмам необходимы очень узкие интервалы многих физических характеристик планеты, к которым относятся: нахождение планеты вблизи звезды позднего спектрального класса (температура 4000ºС-7000ºС); большая полуось и эксцентриситет орбиты планеты; период вращения; наклон экватора к плоскости орбиты; наличие открытых водоемов и водяного пара в атмосфере; вулканы и тектоника плит, атмосфера планеты, масса планеты, спутник планеты, связь "энергетика-масса-пища-размеры животных".
По одной из гипотез, возникновение Земли и жизни на ней не были заметно разнесены во времени - жизнь, по-видимому, возникла из неживой природы (путем многочисленных химических реакций, имевших высокую вероятность в условиях ранней Земли) в первые 700 млн лет существования Земли. Столкновения небесных тел могли приводить к ликвидации условий, необходимых для возникновения жизни и ее развития. Это подтверждают исследования обнаруженных ударных кратеров на Земле, Луне, Марсе, астероидах и спутниках планет Солнечной системы. Возможно, первый живой организм не выдержал жестких условий существования на первобытной Земле и не оставил потомства. Жизнь могла неоднократно возникать и угасать. Но при слишком интенсивном вымирании организмы могли оставаться мелкими (даже одноклеточными), чтобы быстрее воспроизводиться, и прогресса в приспособлении к новым условиям не происходило. При слишком слабых воздействиях ряд хорошо приспособленных организмов мог полностью оккупировать планету, подавляя развитие новых биологических форм (многоклеточных). Вероятно, промежуточный уровень космических воздействий на Землю и позволил появиться развитой и разумной жизни на Земле.
Если на начальном этапе становления программы SETI полагали, что разумная жизнь во Вселенной должна быть распространенной на планетах типа Земли, а представители цивилизации должны быть подобны землянам, то позднее распространилось мнение о том, что возможный гуманоидный внешний облик и человекоподобная психология внеземных разумных существ противоречат современным теориям биологии, и в первую очередь эволюционному учению. Появление сходных черт в результате взаимодействия видов с окружающей средой возможно только при наличии общих предков и общих внешних условий. Поскольку внеземная разумная жизнь не имеет с человеком ничего общего, если исключить этап образования в недрах звезд нескольких десятков химических элементов (из которых состоят земляне и "инопланетяне"), вряд ли ее представители будут похожи на человека.
Впрочем, программа SETI не ведет поиск внеземных вариантов человека, а занимается только поисками разума человеческого типа. (В 1998 году в институте психологии РАН и Государственном астрономическом институте им. П.К. Штернберга МГУ состоялись горячие дебаты по поводу "Космического Субъекта" и его возможной связи с загадочным быстрым барстером в шаровом скоплении "Лиллер-1", к которому привлекают внимание известный астроном Ю.Н. Ефремов и специалист по математическому моделированию сознания В.А. Лефевр. Согласно вариантам моделей В.А. Лефевра, носитель сознания "Космический Субъект" может быть и "разумным плазмоидом", а рентгеновский источник в шаровом скоплении - либо связан с деятельность самого Космического Субъекта, либо является его специализированной "машиной").
2. Поиски следов жизни на планетах, естественных спутниках планет, астероидах и кометах солнечной системы
С 80-х годов XX столетия разрабатывается гипотеза об искусственных космических объектах (ИКО). В соответствии с этой гипотезой технологически высокоразвитая цивилизация проводила долгосрочную программу галактических исследований с помощью таких ИКО, включая Солнечную систему, поэтому пояс астероидов с его почти полумиллионным количеством объектов диаметром выше 1 км (на 28 мая 2001 года уже было известно 123284 астероида) является возможным районом существования колонии внеземной цивилизации, использующей его богатые сырьевые ресурсы. Конкретно выделяют астероиды: 216 (Клеопатра), 624 (Гектор), имеющие необычную гантелевидную форму, а также - 532 (Геркулина) и 9 (Метис), с, вероятно, крохотными спутниками. (На сентябрь 2001 года в Солнечной системе открыто 14 двойных астероидов [7]).
Скачать реферат