Читать книгу "Вселенная! Курс выживания среди черных дыр, временных парадоксов, квантовой неопределенности - Дэйв Голдберг"

Все изменилось в конце 1980-х – начале 1990-х годов, когда планеты начали открывать направо и налево. Обычно планеты мы открываем, поглядев на звезду; планеты вертятся вокруг своего солнца, а солнце, строго говоря, тоже вертится вокруг планет, хотя и очень слабо. Если планета достаточно массивна и достаточно близка к своей звезде, то звезда чуть-чуть колеблется при каждом проходе планеты по орбите – и это можно измерить, чтобы определить массу планет.

Мы даже сумели прямо пронаблюдать кое-какие из свежеоткрытых планет. В 2008 году группы ученых из Беркли и университета Герцберга в Британской Колумбии засняли изображения планетарных систем, известных как Фомальгаут-b и HR 8799 соответственно. Но не думайте, будто нам показали фотографии роскошных пляжей и городских пейзажей. Каждое фото размером всего в один пиксель. Более того, эти экзопланеты не назовешь туристскими местечками. Все они гораздо массивнее Юпитера и, скорее всего, состоят из газа.

В начале 2009 года НАСА запустило спутник «Кеплер». Этот инструмент будет последовательно наблюдать около 100 тысяч звезд и высматривать признаки планет, вращающихся вокруг них. Когда планета проходит перед своей звездой, свет звезды чуть-чуть тускнет. Поскольку это периодический эффект, то такое потускнение позволяет вычислить продолжительность планетарного года, размер планеты, расстояние до звезды и другие основные свойства.

Пока что мы обнаружили вне Солнечной системы больше 300 планет, и, по грубым оценкам, планеты есть примерно у 15 % звезд, причем у многих не по одной, а больше. Однако подавляющее большинство обнаруженных до сих пор планет гораздо больше похожи на Юпитер, чем на Землю, и там отнюдь не курорт, если вы, конечно, не особый любитель плавать в гигантской газовой сфере, состоящей из водорода.

Нам бы, конечно, хотелось обнаружить каменную планету – «земного типа», как говорят знающие люди. Это очень непросто. Поскольку планеты земного типа гораздо менее массивны, чем газовые гиганты, они заставляют свою звезду колебаться гораздо меньше, поэтому их куда как труднее обнаружить, чем их более крупных сестер-юпитерианок. Но мы над этим работаем. Есть надежда, что спутник «Кеплер» обнаружит множество Земель, просто мы не знаем, сколько именно. Спутник сконструирован так, что везучая инопланетная цивилизация, создавшая свой вариант «Кеплера», сможет засечь Землю.

Но зачем дожидаться результатов с «Кеплера»? В главе 6 мы говорили о феномене «гравитационных линз», при котором свет отдаленных галактик увеличивается и искажается гравитационным полем галактики или скопления галактик, которые находятся между нами и ими. Увеличить дальний свет способна любая масса, так что в течение нескольких десятилетий астрономы наблюдали эффект «микролинз», когда звезда или другой объект проходит между Землей и далекой звездой. Далекая звезда в течение нескольких дней или недель становится ярче, а потом снова тускнеет. Таким образом мы можем зарегистрировать любую массу, в том числе и планеты, но для этого нам должно крупно повезти. В 2005 году эксперимент с оптическими гравитационными линзами (Optical Gravitational Lens Experiment, или OGLE – умеренного качества шутка, если учесть, что ogle означает «пялиться»), наблюдая звезду, зарегистрировал крошечный лишний сигнал. Он засек планету, которая похожа на Землю больше всех открытых до сих пор планет и обладает массой всего в 5,5 раза больше земной. Однако мы, к сожалению, не можем жить на OGLE‑2005-BLG‑390Lb (так уж ее прозвали), поскольку на ее поверхности стоит мороз в –200 градусов по Цельсию.

Мы предполагаем, что для возникновения жизни нужна каменистая планета с жидкой водой, поскольку именно такая среда породила нас самих. Возможно, это не совсем честно, поскольку на самом деле мы не знаем, что это может быть за жизнь. Вполне вероятно, что жизнь зародится не на планете, а на ее спутниках. Было много предположений, что у спутника Юпитера Европы на поверхности есть жидкая вода. Вероятно, жизнь могла бы зародиться и там или в другом похожем месте в нашей Галактике. Единственное, что мы можем утверждать с уверенностью, – это что ни на других планетах Солнечной системы, ни на Луне жизни нет. Кроме того, даже если предположить, что жизнь способна зародиться на планетах с более гибкими характеристиками, чем мы считали раньше, основную картину это не меняет. По-прежнему представляется, что жизнь – явление относительно редкое.

Даже в пределах нашей Солнечной системы то, что ты каменистая планета, вовсе не гарантирует, что ты планета класса М, как говаривал капитан Кирк с командой. На Меркурии и Венере слишком жарко, а у Марса нет атмосферы. В нужную зону попадает только Земля – тютелька в тютельку. Обратите внимание, что все планеты в нашей Солнечной системе вращаются вокруг Солнца по практически круглой орбите, а это значит, что на них не такие уж большие перепады температуры в течение года. Однако у большинства из 300 планет, обнаруженных вне Солнечной системы, орбиты эллиптические, а значит, на них часть года поджариваешься, а другую часть промерзаешь. Жизни такие условия не способствуют.

Однако у нас хорошие перспективы. В 2007 году была открыта планета под названием Gliese 581d. Хотя она имеет массу примерно в 8 раз больше земной, но расположена достаточно близко к своей звезде, чтобы вода на поверхности почти что таяла. Хотя мы не знаем, имеется ли на ее поверхности вода и есть ли там чему таять и найдутся ли парниковые газы, чтобы разогреть планету, тем не менее Gliese 581d – главный нынешний кандидат на звание планеты, пригодной для развития жизни.

Итак, мы уже навострились находить планеты вне Солнечной системы, однако ни одной пригодной для жизни, в сущности, пока не нашли. Так что мы только пожимаем плечами, когда переходим к четвертому вопросу уравнения Дрейка: «На какой доле этих планет жизнь и в самом деле зародится?» Поскольку нам пока что известна лишь одна планета, на которой может зародиться жизнь, и жизнь на этой планете уже имеется[131], сказать что-нибудь определенное трудно.

Но причин для оптимизма у нас достаточно. Только подумайте: нашей Земле примерно 4,6 миллиарда лет, а жизнь на ней зародилась всего-то через 800 миллионов лет после рождения планеты. Иначе говоря, в единственном известном нам случае жизнь зародилась практически сразу, как только смогла.

III. Долго ли живут разумные цивилизации?

Жизнь на Земле кишит повсюду, где только может. А значит, нам не то чтобы хочется поскорее заполучить внегалактических микробов[132]. Нам хочется вступить в контакт с зеленокожими инопланетными красотками с Бетельгейзе. Какова же вероятность, что жизнь в какой-то момент станет разумной? Не знаем, поскольку на Земле это, по всей видимости, произошло всего один раз и то всего в последние пару миллионов лет.