|
Есть ли разумная жизнь во Вселенной
|
|
|
|
Как зарождалась Вселенная, почему основа разумной жизни — углерод, как появились тяжелые атомы и можно ли найти живых существ на других планетах, расскажет книга Стивена Хокинга «Краткие ответы на большие вопросы», которая вышла в издательстве «Бомбора». Публикуем отрывок из главы «Есть ли разумная жизнь во Вселенной?». Я хотел бы немного порассуждать о развитии жизни во Вселеннои? и, в частности, о развитии разумнои? жизни. В это понятие придется включить и род человеческии?, хотя значительную часть его поведения в историческои? перспективе следует признать весьма неразумнои? и не рассчитаннои? на выживание вида. Хочу обсудить два вопроса. Какова вероятность существования жизни во Вселеннои?? И каковы перспективы развития жизни?
|
|
|
|
Здравыи? смысл подсказывает, что общии? уровень беспорядка и хаоса со временем возрастает. Это наблюдение даже имеет свое научное объяснение — второи? закон термодинамики. Согласно этому закону, общая мера беспорядка, или энтропия, во Вселеннои? постоянно увеличивается. Однако закон относится только к общеи? мере беспорядка. В отдельном организме порядок может возрастать — при условии, что в окружающеи? среде мера беспорядка увеличивается в большеи? степени.
|
|
|
Именно так происходит с живыми существами. Мы можем определить жизнь как упорядоченную систему, поддерживающую свое существование вопреки тенденции к беспорядку и способную к самовоспроизводству. То есть она способна создавать себе подобные, но независимые упорядоченные системы. Для этого система должна преобразовывать энергию, существующую в неком упорядоченном виде, например пищу, солнечныи? свет или электричество, в беспорядочную энергию — тепло. Таким образом система соответствует требованию нарастания общеи? меры беспорядка — и в то же время повышает уровень порядка в себе и своем потомстве. Хорошии? пример — быт молодои? семьи, которыи? с рождением детеи? постепенно превращается в хаос.
|
|
|
|
Для живых существ, таких как вы и я, как правило, характерны две составляющие: набор инструкции?, которые указывают организму, как деи?ствовать и размножаться, и механизм, которыи? обеспечивает исполнение этих инструкции?. В биологии эти две составляющие называются геномом и метаболизмом. Но следует подчеркнуть, ничего специально биологического в этом нет. Например, компьютерныи? вирус — программа, которая копирует себя в памяти компьютера и пересылает на другие компьютеры. Это вполне соответствует определению живого организма, которое я уже приводил. Подобно биологическому вирусу, это дегенеративная форма, потому что содержит только инструкции, или гены, но не обладает собственным метаболизмом. Напротив, он перепрограммирует метаболизм компьютера-хозяина или клеток. Некоторые задаются вопросом, следует ли считать вирусы формои? жизни, поскольку они являются паразитами и, соответственно, питаются другими формами жизни, от чего зависит их выживание. Но в таком случае большинство жизненных форм, в том числе и мы сами, являются паразитами, поскольку питаются другими формами жизни, от чего зависит их выживание. Полагаю, компьютерные вирусы следует считать формои? жизни. Возможно, это кое-что может сказать о природе человека, поскольку единственная форма жизни, которую нам пока удалось создать, оказалась исключительно деструктивнои?. Что уж говорить о попытках создания жизни в нашем собственном облике. Но к электронным формам жизни я еще вернусь.
|
|
|
|
То, что мы обычно понимаем как «жизнь», основано на цепочках атомов углерода с вкраплением некоторых других атомов, например азота или фосфора. Можно допустить существование жизни на какои?-то инои? химическои? основе, например кремния, но углерод представляется наиболее подходящим, потому что обладает высочаи?шеи? способностью образовывать химические связи различного типа. То, что атомы углерода должны присутствовать всюду, со свои?ствами, которыми они обладают, требует тонкои? настрои?ки ряда физических констант, таких как шкала квантовои? хромодинамики, электрическии? заряд и даже количество измерении? пространства-времени. Если эти константы будут иметь существенно различающиеся значения, то либо ядра атомов углерода окажутся нестабильными, либо электроны обрушатся на ядро.
|
|
|
|
На первыи? взгляд, прекрасно, что наша Вселенная так тонко настроена. Может, это свидетельствует о том, что данная Вселенная специально создана для возникновения человеческои? расы. Однако надо быть осторожнее с такого рода аргументами из-за антропного принципа, суть которого в том, что наши теоретические представления о Вселеннои? должны быть совместимы с нашим собственным существованием. Это основано на самоочевиднои? истине: если бы Вселенная не была приспособлена для жизни, мы бы не спрашивали, почему она так тонко настроена.
|
|
|
|
Часто разделяют сильныи? и слабыи? антропныи? принципы. Сильныи? антропныи? принцип предполагает существование множества различных Вселенных, каждои? с различными значениями физических констант. При небольших показателях эти значения допускают существование таких объектов, как атомы углерода, которые деи?ствуют как строительные блоки для живых существ. Поскольку мы должны жить в однои? из таких Вселенных, не следует удивляться, что физические константы так тонко настроены. В ином случае нас бы здесь не было. Таким образом, сильныи? антропныи? принцип не очень годится, потому что какое практическое значение в таком случае имеет существование всех остальных Вселенных? А если они отделены от нашеи? Вселеннои?, каким образом они могут оказывать влияние на нашу? Я лично предпочитаю слабыи? антропныи? принцип. Я принимаю значения физических констант как данность. Но хочу понять, какие выводы можно сделать из того факта, что жизнь существует на даннои? планете на данном этапе истории Вселеннои?.
|
|
|
|
13,8 миллиарда лет назад, когда произошел Большои? взрыв и родилась Вселенная, углерода не существовало. Тогда было так жарко, что все вещество должно было существовать в виде частиц, которые мы называем протонами и неи?тронами. Изначально протонов и неи?тронов было поровну. Однако по мере расширения Вселенная остывала. Примерно через минуту после Большого взрыва температура должна была упасть приблизительно до миллиарда градусов, что в сто раз выше температуры в недрах Солнца. При такои? температуре неи?троны начинают распадаться, образуя больше протонов.
|
|
|
|
Если бы происходило только это, то все вещество Вселеннои? в итоге оказалось бы состоящим из простого элемента — водорода, ядро которого содержит единственныи? протон. Однако некоторые неи?троны сталкивались с протонами, сливались и образовывали другои? простеи?шии? элемент — гелии?, ядро которого состоит из двух протонов и двух неи?тронов. Но в молодои? Вселеннои? не могли образовываться более тяжелые элементы, типа углерода и кислорода. Трудно представить, что какая-то живая структура может состоять только из водорода и гелия. В любом случае, молодая Вселенная все равно оставалась еще слишком горячеи? для того, чтобы атомы могли создавать молекулы.
|
|
|
|
Вселенная продолжала расширяться и остывать. Но в некоторых ее участках плотность оказывалась несколько выше, чем в других, и в них гравитационное притяжение дополнительнои? материи замедляло расширение вплоть до полного прекращения этого процесса. Коллапс вещества стал приводить к образованию звезд и галактик. Это началось примерно через два миллиарда лет после Большого взрыва. Некоторые из первых звезд должны были быть массивнее нашего Солнца, температура их тоже была выше и способствовала превращению первоначальных гелия и водорода в более тяжелые элементы, такие как углерод, кислород и железо. Это могло происходить в течение нескольких сотен миллионов лет. В результате некоторые звезды взрывались, превращаясь в сверхновые, и рассеивали тяжелые элементы в космическом пространстве, что стало сырьем для новых поколении? звезд.
|
|
|
|
Источник
|
