Эволюция Вселенной и происхождение жизни - Пекка Теерикор

Физик Энрико Ферми, а еще до него «отец космонавтики» Константин Циолковский указывали на такое обстоятельство: учитывая стремление людей расселяться по всем уголкам Земли и принимая во внимание чрезвычайно долгую историю нашей Галактики, было бы естественно ожидать, что такую типичную планету, как наша Земля, уже посещали разумные существа. Неудачи в поисках радиосообщений из космоса только усиливают эту загадку. «Парадокс Ферми» становится особенно явным на фоне противоречия между «оптимистической» оценкой числа внеземных цивилизаций и отсутствием каких-либо признаков этих цивилизаций. Возможно, «пессимисты» правы — вокруг нас никого нет, и мы единственная технически развитая цивилизация в Галактике. Но возможно, мы просто не то ищем. Быть может, эпоха радиосвязи в истории цивилизации длится недолго, как это уже можно заметить на примере Земли: вся связь сейчас стремится уйти в оптические кабели, и даже спутники становятся все менее и менее мощными. Похоже, что на Землю понемногу возвращается радиотишина. Существует около десятка возможных ответов на вопрос Ферми: «Где же они?» Всё это может долго оставаться для нас загадкой: мы не узнаем правильного ответа, если не свяжемся с другой цивилизацией. Но если контакт состоится, то парадокс исчезнет, и у нас появятся к «ним» увлекательные вопросы о космической жизни и культуре.

Если мы единственная цивилизация в нашей Галактике, то маловероятно, что нам удастся когда-нибудь связаться с иной цивилизацией в другой галактике. Если мы придем к саморазрушению любым из многих возможных способов, то поймем, почему технически развитая цивилизация не живет достаточно долго даже для вопроса «По ком звонит колокол?». С другой стороны, если цивилизации существуют достаточно долго, то можно было бы вступить в контакт с одной из них. Такой контакт (или хотя бы знание о том, что другая цивилизация есть) имел бы очень глубокие последствия для человечества. Нужно помнить, что с точки зрения статистики иная цивилизация, скорее всего, окажется гораздо более развитой, чем мы с нашей 70-летней историей радиосвязи. И остается только гадать, возможен ли обмен информацией при столь разном уровне развития — и это тоже источник вдохновения для ученых, философов и научных фантастов.

Глава 33 Роль человека во Вселенной

Мы уже обсуждали, как знания о структуре Вселенной, ее размере, возрасте и эволюции изменили наше представление о космической роли человека. Открытие астрономических циклов и предсказание грядущих небесных явлений были очень важной частью деятельности людей на пути к рождению науки. Вначале этими циклами пользовались для определения сезонов сельхозработ и пытались применить для других целей, которые тогда представлялись важными, но порою оказывались в тупике (таком, например, как астрология). Наблюдения, доступные в ту эпоху, приводили к естественному заключению, что Земля — центр Вселенной и что звездное небо вместе с движущимися по нему Солнцем, Луной и планетами совершает один оборот вокруг Земли в сутки. Постепенно пришло понимание, что небесные тела — это материальные объекты, возможно, созданные Богом, но сами они богами не являются. Попытки понять законы их движения на небе привели к современной науке.

Несмотря на гипотезы древнегреческих философов, например Анаксагора, о том, что небесные тела состоят из тех же элементов, что и Земля, или Аристарха о том, что Земля обращается вокруг Солнца, представление о Земле как центре Вселенной сохранилось до эпохи Средневековья. Вселенную воспринимали как конечную, постижимую, ограниченного размера вращающуюся небесную сферу. Движущей силой небесных объектов в этом совершенном и неизменном мире считался Бог. Он же был и творцом всех живых существ, среди которых человек считал себя венцом творения, наиболее совершенным из земным созданий, ибо был наделен разумом.

Эта великая концепция начала разрушаться, когда Коперник предложил свою гелиоцентрическую модель Вселенной, в которой Земля оказалась лишь одной из планет, обращающихся вокруг Солнца. Осознание в XVII веке того факта, что звезды — это тоже небесные тела, такие же, как Солнце, но значительно более удаленные, полностью изменило представление о месте нашего Солнца и нас самих во Вселенной. Солнце стало всего лишь одной из множества звезд, одиноко совершающей свой бесконечный путь в пространстве. Начавшись с оценки расстояния от Земли до Солнца в 150 млн км и с выяснения того, что даже ближайшие звезды еще в 200 000 раз дальше, измеренные расстояния до наблюдаемых объектов Вселенной продолжали возрастать и достигли невероятных значений.

В конце XIX и начале XX столетия астрономы выяснили, что Солнце — член огромной звездной системы, Галактики. В согласии с принципом Коперника Солнце оказалось вдалеке от центра Галактики. Развитие методов измерения расстояний за пределами нашей Галактики показало, что эта огромная система размером 100 000 световых лет всего лишь одна из многих ей подобных и что ближайшая такая галактика в Андромеде удалена более чем на 2 млн световых лет. В современной космологии принцип Коперника стал всеобъемлющим: наше положение во Вселенной ни в каком смысле не считается особенным.

Кроме этой бесконечности в пространстве мы подробно описали открытия, свидетельствующие об огромной продолжительности существования Вселенной и полностью перечеркивающие библейский возраст мира около 6000 лет. Эволюция биосферы и отложения геологических осадков огромной толщины требуют гораздо больших промежутков времени; а после открытия радиоактивного распада было надежно установлено, что Земля существует уже 4,6 млрд лет. Такой длительный промежуток времени сам по себе говорит о большом возрасте Вселенной. Однако «парадокс» темного ночного неба и открытие удаления галактик друг от друга указывают на то, что Вселенная не может быть бесконечной во времени или пространстве. Наконец, обнаружение остывшего космического фонового излучения заставило вернуться к основной идее многих мифов о творении, повествующих о рождении Вселенной. Однако это рождение отодвинулось на 14 млрд лет в прошлое.

Учитывая, что наблюдаемая Вселенная имеет размер миллиарды световых лет, что ее возраст составляет миллиарды лет и что она содержит сотни миллиардов галактик, во многих из которых сотни миллиардов звезд, мы ясно представляем себе ничтожность нашей роли в развитии этого огромного мира. Так что, на первый взгляд, может показаться, что человечество и даже вся жизнь на Земле ничего не значат для Вселенной.

Начав со старых представлений о божественном происхождении жизни, которые оставляли без ответа многие вопросы, мы рассказали, как современные биологи представляют себе зарождение и эволюцию жизни в специфическом, но естественном процессе, происходившем здесь, на Земле. Мы описали современные взгляды на то, как в подходящих условиях жизнь могла самопроизвольно возникнуть благодаря химическим реакциям между некоторыми распространенными элементами и их соединениями. Пока мы не знаем точно, как это может происходить, и происходит ли это просто или требует особых условий. В любом случае, космос так велик и он имел столько времени для осуществления различных химических процессов в совершенно разных местах, что вполне возможно, что «химия жизни» зарождалась много раз в различных уголках Вселенной. Вполне вероятно, что если жизнь где-либо зародилась и условия долго оставались благоприятными, то эволюция смогла создать там сложные живые организмы (рис. 33.1).

Рис. 33.1. В нашей Галактике может существовать великое разнообразие живых существ, а может быть, мы одиноки — пока мы этого не знаем. На встрече инопланетян, придуманной Жоржем Патурелем, с равным успехом эти слова можно было бы вложишь в уста представителя нашего вида (всё относительно…), но нам интересно, найдется ли где-нибудь кто-то, хотя бы отдаленно напоминающий нас.

Множество факторов определяют результат эволюции: мы не знаем, чрезвычайно ли сложен процесс зарождения жизни или же крайне редко встречаются необходимые для него условия. В зависимости от этих факторов мы либо можем быть рядовыми представителями огромного разнообразия биосфер на планетах, рассыпанных по Галактике и Вселенной, либо мы единственные и являемся уникальным продуктом космической химии. Поэтому, даже если мы знаем, что земная жизнь — малозаметный фактор в космическом масштабе, мы все еще не представляем себе роль и возможности жизни в целом.

Тем не менее существует один аспект, придающий разумной жизни космическое значение. Только сознательное, разумное существо может изучить Вселенную и понять ее естественные законы. Вероятно, через мыслительный процесс разумных существ Вселенная начинает познавать себя.