Как бы на самом деле выглядела инопланетная жизнь?

Обнаруживая все больше планет, вращающихся вокруг других звезд, и планируя полеты к потенциально пригодным для жизни спутникам Сатурна и Юпитера, найдем ли мы жизнь – а если найдем, то узнаем ли ее вообще?

Наша Вселенная может оказаться довольно диким местом. Недавние астрономические открытия показывают, что миллиарды планет земного типа разбросаны по всей нашей галактике, которая является лишь одной из миллиардов галактик во Вселенной. — По нашим лучшим оценкам, каждая четвертая звезда имеет планету такого же размера и такой же температуры, что и Земля. Это очень высоко», — говорит Дэвид Шарбонно, профессор астрономии Гарвардского университета, США.

И многие ученые теперь думают, что жизнь существует по крайней мере на некоторых – если не на многих – из этих планет и их спутников. Один из них-Доктор Крис МакКей, планетолог из Исследовательского центра Эймса НАСА, который говорит, что мы можем предположить, что жизнь широко распространена, основываясь на «двух простых фактах».

Подробнее о жизни инопланетян:

Во-первых, химические элементы жизни, такие как азот, водород и кислород, широко распространены во Вселенной, как и два ключевых соединения жизни на Земле: жидкая вода и органический углерод. Во-вторых, мы знаем, что жизнь присутствовала на Земле очень рано в ее истории-вскоре после того, как планета была сформирована, — что предполагает, что как только условия будут правильными, жизнь Возникает легко и быстро.

«Если происхождение жизни широко распространено, то сложная жизнь будет широко распространена», — говорит Маккей. Это означает, что мы можем ожидать найти там не только одноклеточные микробы. — Лучший способ узнать это-пойти и посмотреть.»

Некоторые ученые и предприниматели уже задумываются о том, как быстро добраться до далеких звезд. Юрий Мильнер, российский технический предприниматель, придумал прорывной проект Starshot, который предполагает, что крошечные чипы могут быть прикреплены к кораблям, перемещаемым через космос интенсивным земным лазером. Если это сработает, это сократит время путешествия до ближайшей звездной системы, Альфы Центавра, со 100 000 до всего лишь 20 лет. Первые испытания ранних образцов состоялись в мае этого года.

В то же время две миссии НАСА должны пролить свет на атмосферу планет, которые вращаются вокруг других звезд (экзопланет), точно определяя те, которые могут содержать жизнь. Миссия TESS начала сбор данных в этом году, а космический телескоп James Webb, как ожидается, запустится в 2021 году. «Мы практически ничего не знаем о реальных условиях на этих планетах», — говорит Шарбонно. Эти две миссии изменят это.

Видения иных миров

Некоторые из самых ярких умов науки уже провели мозговой штурм того, что мы могли бы ожидать найти, и их выводы легли в основу двух культовых документальных фильмов, Естественная История Пришельца и Чужая Планета, который впервые вышел в эфир в 1998 и 2005 годах соответственно. Эти два фильма вдохновили многих людей задуматься о том, как другая жизнь может быть похожа и отличаться на других планетах. В самом деле, некоторые ученые сейчас пытаются изложить науку не только о том, как жизнь-как-мы-сейчас-она будет отличаться в космосе, но и о том, на что может быть похожа экзотическая жизнь, которая была сделана из других химических веществ.

Эти шоу расстались с общим вымышленным представлением о разумных зеленых инопланетянах, и они применили строгое мышление эволюционных биологов, экспертов по биомеханике и астробиологов для проектирования правдоподобных живых миров в рамках ограничений инопланетной геологии и планетарной науки. Многие ученые считают, что маловероятно звучащие существа, придуманные для этих шоу два десятилетия назад, все еще так же хороши, как и мы, для того, что инопланетная жизнь будет выглядеть и вести себя. Хотя, с мириадами открытий с тех пор, у нас также есть новые идеи, которые рисуют еще более дикую картину.

Подробнее о жизни инопланетян:

» На любой планете во Вселенной законы физики и химии будут такими же, как и здесь», — говорит профессор Питер Уорд, палеонтолог из Вашингтонского университета в Сиэтле. «Есть только ограниченное количество способов победить физику.»

Даже в космическом пространстве, утверждает он, на планете, подобной Земле, существовали бы аналогичные физические ограничения, ведущие к эволюции жизни, подобной той, что мы имеем на Земле. Предпосылка состоит в том, что существует только так много способов эффективно видеть, слышать, ходить, плавать или летать – и что естественный отбор будет в значительной степени отсеивать неэффективные планы тела, как это имеет место на этой планете.

Это означает, что мы можем делать обоснованные предположения о том, как будет выглядеть такая жизнь, основываясь на нашем биологическом понимании эволюции и нашем геологическом и климатическом понимании условий на других планетах. Большинство ученых, опрошенных для этой функции, сказали, что образованные догадки в телевизионных программах, упомянутых ранее, могут быть не слишком широкими — во всяком случае, эти видения могут быть слишком ручными, учитывая потенциал огромного количества жизни, которая могла бы развиться на очень разных планетах.

«У Вселенной есть способ удивлять нас», — говорит Тереза Фишер, астробиолог из Аризонского государственного университета, США. — У меня есть подозрение, что при таком разнообразии окружения, на которое мы могли бы смотреть, Оно может казаться очень чуждым.»

Она говорит, что любая жизнь, как ожидается, будет следовать широким принципам экологии: ей нужно будет иметь способ получения энергии, и будет конкуренция, приводящая к появлению хищников и добычи, например. Но кроме этого, можно только гадать, как может выглядеть жизнь. «Нет никаких причин, чтобы это было особенно похоже на то, что мы видим на Земле.»

Странные вещи

Поэтому мы не можем сказать, что инопланетная жизнь будет похожа на земную. Даже на Земле жизнь порождает радикально различные, иногда уникальные формы жизни в разное время и в разных местах.

Когда динозавры вымерли, то, что пришло после них, уже не было тем же самым. И флора и фауна Новой Зеландии, с птицами киви и практически без наземных млекопитающих, очень отличаются от флоры и фауны Серенгети с ее слонами и жирафами или Мадагаскара с его лемурами.

Для уникальных форм жизни на Земле, смотрите не дальше, чем морские коньки, говорит доктор Лорен Саллан, палеонтолог из Университета Пенсильвании. Животное разделяет основные компоненты других рыб, но имеет уникальную форму, и достижение этой формы требует очень маловероятного эволюционного пути. «Вы действительно получаете странные вещи, которые происходят один раз-и сейчас, и в далеком прошлом», — говорит Саллан.

На чужой планете, похожей на Землю, все может стать еще более странным. Вполне возможно, что мы даже не признаем их как жизнь, учитывая, что наши нынешние усилия сосредоточены на поиске «жизни, как мы ее знаем», — говорит Кейси Бринкман, астроном из Гавайского университета: «там есть все виды возможностей для странных вещей.»

Апартаменты sallan согласен. Любые формы жизни должны будут получать энергию, но то, как они будут это делать, трудно предсказать, говорит она. «Они будут выполнять аналогичные экологические роли, но признаем ли мы их без большого изучения – я сомневаюсь.»

Итак, для начала астрономы сосредотачивают свои поиски на сигнатурах жизни, которые мы знаем с Земли, таких как кислород. Они также сосредоточены на поиске похожих на Землю скалистых планет, где может существовать жидкая вода. «Мы должны начать с поиска жизни, какой мы ее знаем», — говорит Шарбонно.

«Там может быть жизнь, которая очень отличается от жизни на Земле, но мы не будем признавать это в наших данных, потому что мы не знаем и не понимаем эту химию очень хорошо», — добавляет он.

Когда гравитация встречается с биологией

Есть много различных условий на других планетах и лунах, помимо химии, которые могут повлиять на то, как там будет развиваться жизнь. Возьмите гравитацию, например. На большей или более плотной планете гравитация будет выше, что означает, что жизнь будет развиваться, чтобы быть короче, крепче и, возможно, с несколькими конечностями для структурной поддержки. И наоборот, на более легкой планете с более слабой гравитацией жизнь могла бы прыгать, парить и скользить легче,и было бы более вероятно развить более легкое, более высокое строение.

Плотность и химический состав атмосферы повлияли бы на то, насколько легко для жизни подняться в небо: более плотный воздух позволил бы большему количеству форм жизни рассматривать небо как океан, в котором они могут «плавать», в то время как богатый кислородом воздух будет питать более энергичных существ.

Подробнее об инопланетной жизни:

Времена года тоже могут быть совершенно разными. Многие планеты имеют гораздо более короткие орбитальные периоды, чем 365,25 дня Земли, что ускоряет сезонные изменения до недель или дней, а не месяцев. Некоторые планеты имеют более эллиптические орбиты, что сделало бы времена года намного более экстремальными, с палящим, коротким летом, за которым следуют длинные, морозные зимы.

Тип и число звезд, вокруг которых вращается планета, а также то, насколько близко она вращается вокруг них, также повлияют на то, сколько солнечной энергии и излучения она получает, и возможен ли фотосинтез или жизнь должна будет вместо этого полагаться на хемосинтез – используя энергию, полученную из реакций с участием неорганических химических веществ, а не солнечного света.

Большинство звезд-красные карлики, говорит Шарбонно, которые менее энергичны и более долговечны, чем наше Солнце, поэтому могут предложить более длительные периоды времени для развития жизни. Но на ранней стадии своей эволюции такие звезды испускают большое количество излучения, которое может быть вредным для жизни и атмосферы планет, или даже уничтожить их. Чужая Планета представьте себе жизнь вокруг такой звезды, как растительные существа, которые могут сворачиваться, чтобы защитить себя, когда есть солнечные вспышки, и динозавроподобные животные с третьим глазом на макушке, чтобы дать им раннее предупреждение о том, что взрыв радиации находится на пути.

Ближе к Земле многие ученые надеются, что мы найдем жизнь в космосе в течение нашей жизни, возможно, на ледяных лунах Сатурна и Юпитера, таких как Энцелад и Европа. «Я готов поспорить, что в ближайшие 20 лет мы найдем какую-то жизнь», — говорит доктор Сет Шостак, старший астроном Института SETI, США. — Скорее всего, это будет микробная жизнь, вырывающаяся из Энцелада или, может быть, из Европы, а может быть, из-под песков Марса: в нашей Солнечной системе есть все места, где мы могли бы найти это вещество.»

НАСА готовит миссию на Европу для запуска в 2023-24 годах и поддерживает частную попытку достичь Энцелада и изучить признаки жизни там. Между тем, Европейское космическое агентство надеется запустить миссию к Юпитеру и его спутникам Ганимеду, Каллисто и Европе в 2022 году.

Есть ранние свидетельства того, что эти луны имеют океаны жидкой воды глубоко под своими ледяными корками. Это породило надежду на то, что там может быть жизнь, особенно учитывая, что мы видим оазисы необычной жизни в экстремальных условиях вокруг гидротермальных источников на дне наших собственных океанов.

Действительно, Естественная История Пришельца предположили, что целые экосистемы могут быть основаны вокруг глубоководных термальных источников на Европе, с высокими башнями бактерий, питающихся теплом и питательными веществами из вентиляционных отверстий, поднимающихся высоко над морским дном, и территориальными рыбоподобными пастбищами, высасывающими питательные вещества из этих башен, и в свою очередь охотящимися на обтекаемых акулоподобных животных.

Подробнее об инопланетной жизни:

В принципе, это видение может быть возможным, говорит Димитр Сасселов, профессор астрономии и директор Гарвардской инициативы «Происхождение жизни», США, центра, который поддерживает междисциплинарные исследования, направленные на выявление того, есть ли жизнь в изобилии во Вселенной. Но он добавляет, что из-за того, что в темном океане меньше энергии, поэтому любая сложная жизнь там будет намного меньше.

«Вы должны взять что-нибудь из сегодняшней Земли и недавней земной истории сложной жизни и просто сжать ее», — говорит он. «Можете ли вы иметь точно такое же поведение и тот же уровень сложности, но в 100 раз меньше? Абсолютно. Что плохого в акуле длиной всего 5 см? Ничего.»

Однако не все думают, что жизнь на этих лунах будет сложной. «Если в Солнечной системе есть жизнь, то она, вероятно, микробная», — говорит доктор Яэль кисель, научный сотрудник Исследовательского центра НАСА Эймс. И ученые согласны с тем, что большая часть жизни во Вселенной в целом, вероятно, будет микробной, особенно учитывая, что на протяжении большей части истории жизни на Земле она была микробной. «А как выглядит типичный инопланетянин? Это будет маленькое пятно под микроскопом», — говорит Шостак.

Это не значит, что не будет и сложной, возможно даже разумной жизни. Однако любая разумная жизнь может не походить на нас: даже здесь, на Земле, если вы отправитесь в зоопарк, большинство животных там очень похожи на вас, но не очень похожи. Но, как шутит Шостак » «если вы спросите трилобитов:» Эй, как вы думаете, как будут выглядеть пришельцы?’ они, вероятно, решат, что будут выглядеть как трилобиты.»

На самом деле, высокоразвитая и разумная жизнь, если она существует, может быть машинной. «Большая часть интеллекта во Вселенной, вероятно, не является мягкой и мягкой биологией», — говорит Шостак. «Большинство действительно умных сотрудников во Вселенной будут машинами.»Это видение искусственно разумной, высоко автономной машинной жизни, показанное в Естественная История Пришельца воображая, что он путешествует по Вселенной, анализирует планеты и приспосабливается к местным условиям гораздо быстрее, чем любая биологическая жизнь.

Как бы то ни было, жизнь, скорее всего, существует, считают многие ученые. «Статистически это почти наверняка», — говорит Фишер. А это значит, что поиски должны продолжаться, говорит Бринкман.

«Мы должны продолжать попытки, потому что, если бы это было обнаружено, это было бы самое важное открытие, которое когда-либо делали люди.»

Слушайте наш подкаст с Майком Гарретом, директором Центра астрофизики Jodrell Bank, о поисках внеземной жизни:

Как могут выглядеть инопланетяне

Ученые долго размышляли о том, как могут выглядеть живые существа на других планетах и спутниках, основываясь на том, что мы знаем об этих планетах и принципах эволюции и биомеханики. Вот некоторые из странных организмов, которые они себе представляли…

Ходячие растения

На других планетах границы между растениями и животными могут быть размыты, и у вас могут быть деревья с бьющимися сердцами или ногами, чтобы двигаться к лучшим позициям, поскольку они конкурируют за свет и воду. Вы также можете иметь животное, которое проводит большую часть своего времени, оставаясь неподвижным, фотосинтезируя, только убегая, если ему угрожают. Или массивное динозавроподобное существо, которое распластывается на земле, чтобы получать питательные вещества непосредственно из почвы, и получает дополнительную энергию с помощью фотосинтезирующих растений на своей спине.

Мега существа

Сотрудничество может привести к появлению некоторых захватывающих существ, таких как море амеб, действующих как единое желеобразное мега-существо, тысячи прожорливых креветкообразных хищников, образующих единый организм, который пожирает все на своем пути, или паутина переплетенных деревьев, которые собирают воду в широкие кувшины на вершине своих навесов. Подобные организмы действительно существуют на Земле: например, самый большой в мире организм-это 43-гектарный осиновый лес в штате Юта, состоящий примерно из 47 000 генетически идентичных стеблей и одной массивной корневой системы.

Экстремальная Выносливость

Поступление кислорода в мышцы является ключевым фактором, определяющим выносливость животного. Здесь, на Земле, головоногие моллюски, такие как осьминоги, используют молекулу меди в своей крови для переноса кислорода, что делает их более медлительными, чем млекопитающие и птицы, которые используют гемоглобин на основе железа. Ученые предположили о других видах транспорта кислорода, которые могли бы сделать животных более приспособленными: в атмосфере с большим количеством кислорода мы могли бы увидеть существ, которые могут летать, никогда не останавливаясь для отдыха.

Крошечные, слепые миры

На холодных планетах и спутниках без большого количества солнечного света, таких как спутники Сатурна и Юпитера, жизнь, возможно, должна была бы обходиться хемосинтезом, давая им более ограниченный запас энергии. Это все еще могло привести к столь же сложной жизни, но в гораздо меньшем масштабе: миниатюрная версия земной жизни. Кроме того, в мирах без света, таких как глубины океанов Энцелада, может быть мало необходимости развивать глаза: могут существовать целые миры существ, которые чувствуют свое окружение с помощью других средств.

https://www.sciencefocus.com/space/what-would-alien-life-actually-look-like/

Ссылка на основную публикацию