Физика невозможного - Мичио Каку

Но астрономы, к своему большому изумлению, обнаружили, что ни одна из планет в других системах не соответствует этой простой схеме. В частности, планеты-гиганты вроде Юпитера, казалось бы, должны располагаться далеко от центральной звезды; на самом же деле многие из них обращаются или по очень близкой к звезде орбите (даже ближе, чем Меркурий в Солнечной системе), или по очень сильно вытянутой. В любом из этих случаев на существование маленькой планеты земного типа в пределах «зоны жизни» надеяться не приходится. Если планета класса Юпитера обращается по очень близкой к звезде орбите, это означает, что она мигрировала туда с далекой орбиты и теперь по спирали приближается к центру своей системы (вероятно, ее постепенно тормозит пыль). В какой-то момент эта гигантская планета должна была пересечь орбиту маленькой планеты земного типа; при этом меньшая планета оказалась бы выброшенной в глубины космоса. Если же планета величиной с Юпитер обращается вокруг звезды по сильно вытянутой орбите, это означает, что она регулярно пересекает «зону жизни», опять же отбрасывая при этом прочь от звезды любую встреченную планету земного типа.

Такие результаты, конечно, разочаровали охотников за планетами и астрономов, рассчитывавших на планеты земного типа, но по зрелому размышлению именно таких результатов и следовало ожидать. Наши инструменты настолько грубы, что регистрируют только самые крупные, самые стремительные планеты-гиганты, способные оказать на центральную звезду заметное влияние. Поэтому неудивительно, что сегодняшние телескопы регистрируют только чудовищно большие планеты, которые к тому же стремительно перемещаются в пространстве. Если бы где-нибудь существовал точный близнец нашей Солнечной системы, наши грубые инструменты, вероятно, не смогли бы его обнаружить.

Возможно, ситуация изменится после запуска космических аппаратов «Коро», «Кеплер» и TPF (что означает «Искатель землеподобных планет»). Предполагается, что эти обсерватории сумеют отыскать в космосе несколько сотен планет земного типа.

«Коро» и «Кеплер», к примеру, должны искать слабую тень, которую отбрасывает планета земного типа на поверхность центральной звезды, чуть ослабляя при этом ее свет. Хотя саму планету увидеть не удастся, спутник сможет зарегистрировать легкое падение блеска центральной звезды.

Французский спутник «Коро» (его название составлено из букв французских слов «конвекция», «вращение» и «прохождение планеты») успешно запущен в декабре 2006 г.; это новая точка отсчета, первый космический зонд для поиска планет за пределами Солнечной системы. Ученые надеются обнаружить с его помощью от десяти до сорока планет земного типа. Если их ожидания оправдаются, то можно будет говорить об обнаружении каменных планет — а не газовых гигантов, — всего в несколько раз превосходящих по размеру нашу Землю. Кроме того, «Коро», вероятно, добавит новые строки в уже имеющийся список юпитероподобных планет. «Коро», в отличие от нынешних приборов наземного базирования сможет обнаруживать планеты любых размеров и любой природы», — говорит астроном Клод Катала. Ученые надеются, что этот спутник просканирует до 120 000 звезд.

В любой момент можно ожидать сообщения о том, что «Коро» обнаружил в космосе первую планету земного типа, и этот момент станет поворотным пунктом в истории астрономии. Возможно, в будущем люди испытают шок при взгляде на звездное небо — ведь они будут точно знать, что там, у далеких звезд, есть планеты, пригодные для разумной жизни. Глядя в небеса, мы, возможно, станем всерьез задаваться вопросом: а не смотрит ли кто-нибудь оттуда на нас?

Запуск спутника «Кеплер» NASA в настоящий момент намечает на май 2009 г. Спутник снабжен настолько чувствительной аппаратурой, что сможет, как ожидается, обнаружить в космосе до нескольких сотен землеподобных планет. Он должен будет измерить яркость 100 000 звезд и обнаружить при этом прохождения планет по звездному диску. За четыре года, на которые рассчитана программа его работы, «Кеплер» должен пронаблюдать и проанализировать тысячи звезд на расстояниях до 2000 световых лет от Солнца. По приблизительным оценкам ученых, за первый год на орбите спутник должен обнаружить:

• 50 планет размером примерно с Землю;

• 185 планет крупнее Земли примерно на 30%;

• 640 планет примерно в 2,2 раза крупнее Земли.

Возможно, самые верные шансы обнаружить планеты земного типа имеет обсерватория TPF, или Terrestrial Planet Finder. После нескольких задержек запуск предварительно назначен на 2014 г.[23]; этот спутник должен будет с большой точностью проанализировать сто звезд на расстояниях до 45 световых лет. Предполагается оборудовать его двумя отдельными приборами для поиска далеких планет. Первый из них — коронограф, особый телескоп, который блокирует свет центральной звезды, ослабляя его в миллиард раз. Этот телескоп будет в три-четыре раза круп нее и в десять раз точнее космического телескопа имени Хаббла. Вторым прибором на TPF станет интерферометр, способный за счет интерференции световых волн ослабить свет центральной звезды в миллион раз.

Тем временем Европейское космическое агентство планирует в 2015 г. или позже запустить собственную космическую систему для поиска далеких планет под названием «Дарвин». Предполагается, что она будет состоять из трех телескопов примерно по 3 м в диаметре, которые будут летать «строем» и работать как один большой интерферометр. Эта обсерватория также будет заниматься поиском в космосе планет земного типа.

Если ученым действительно удастся найти в космосе несколько сотен землеподобных планет, это, кроме всего прочего, позволит более рационально распределить усилия по программе SETI. Вместо того чтобы просматривать все ближние звезды подряд, астрономы смогут сосредоточить усилия на небольшом числе звезд, возле которых, возможно, имеются планеты земного типа.

Пока астрономы ищут инопланетян в космосе, другие ученые на основании данных физики, биологии и химии пытаются догадаться, на что может быть похожа инопланетная жизнь. Еще Исаак Ньютон, например, задавался вопросом: почему все животные, которых мы видим вокруг, обладают двусторонней симметрией (все они имеют симметрично расположенные два глаза, две «руки» и две «ноги»)? Что это — счастливая случайность или промысел Божий?

Сегодня биологи считают, что во время «кембрийского взрыва», примерно полмиллиарда лет назад, природа экспериментировала с огромным количеством всевозможных форм и видов только появлявшихся тогда крошечных многоклеточных существ. Некоторые из них имели хорды в виде букв X, Y или Z.

Другие обладали центральной симметрией, подобно современным морским звездам. Случайно среди прочих появилось существо с хордой в виде буквы I и двусторонней симметрией тела — и именно оно стало предком большинства млекопитающих на Земле. Так что в принципе инопланетная разумная жизнь не обязательно должна быть гуманоидной и обладать двусторонней симметрией — той самой, которую активно использует Голливуд при изображении инопланетян.

Кое-кто из биологов считает, что причина такого многообразия всевозможных форм жизни во время «кембрийского взрыва» кроется в «гонке вооружений» между хищником и жертвой. Появление многоклеточных организмов, способных поглощать и переваривать другие организмы, дало толчок ускоренной эволюции тех и других; каждый старался перехитрить соперника. Точно так же во время холодной войны гонка вооружений между Советским Союзом и Соединенными Штатами заставляла тех и других шевелиться, чтобы ни в коем случае не отстать.

Изучая зарождение жизни на Земле, можно сделать некоторые предположения и о том, как вообще может возникнуть разумная жизнь. Ученые считают, что для разумной жизни, скорее всего, необходимы:

1) какое-то зрение или другой чувственный механизм, позволяющий изучать окружающую обстановку;

2) какой-то механизм для хватания — это могутбыть противопоставленные пальцы, как у нас, но могут быть и щупальца, клешни или другие приспособления;

3) какая-то коммуникационная система, например речь.

Эти три условия необходимы, чтобы чувствовать окружающую действительность, а со временем — и управлять ею; оба эти качества являются отличительными особенностями разума.

Но на этом всякая определенность заканчивается. Вопреки тому, что мы каждый день видим на телеэкране, инопланетяне вовсе не обязаны быть похожи на людей. Большеглазые, похожие на детей пришельцы с кино- и телеэкранов подозрительно напоминают инопланетян из второсортных фильмов 50-х гг. прошлого века; еще тогда этот образ намертво закрепился в нашем подсознании.

(Некоторые антропологи, однако, добавляют к трем условиям возникновения разума четвертый; это условие должно объяснить следующий любопытный факт: человек гораздо умнее, чем необходимо для выживания в лесу. Наш мозг способен овладеть принципами космического полета, квантовой теорией, сложной математикой — очевидно, эти навыки совершенно ни к чему лесным охотникам и собирателям. Зачем нужны эти избыточные возможности мозга? В природе, если мы исследуем пару животных, также обладающих навыками, намного превосходящими требования выживания, — такие как леопард и антилопа, — то обнаружится, что между этими видами шла «гонка вооружений». Аналогично некоторые ученые считают, что существует четвертое условие — биологическая «гонка вооружений», подталкивающая вид к развитию разума. Возможно, в нашем случае «гонка вооружений» шла между разными особями одного — нашего — вида.)