Как теоретически обнаружить инопланетную жизнь
Поиск жизни на других планетах осложняется тем, что она может выглядеть совершенно иначе, чем на Земле. Образцы пород с Марса вряд ли будут содержать узнаваемые окаменелости или другие очевидные признаки организмов.
"Там могут быть формы жизни, которые бросают вызов нашему воображению", — говорит Михаил Тихонов, доцент физики из Вашингтонского университета в Сент-Луисе.
Вместо поиска конкретных молекул, связанных с известной нам жизнью, в статье в Nature Communications Тихонов и его соавтор Акшит Гойал предлагают искать характерные закономерности в распределении энергии.
Что такое жизнь? Основное определение
Хотя мы ничего не знаем о возможном облике инопланетной жизни, есть два общепризнанных критерия:
- Живые существа должны потреблять и преобразовывать энергию.
- Они должны уметь размножаться.
Кроме того, любая форма жизни вряд ли будет существовать изолированно — она будет частью экологического сообщества, конкурирующего за ресурсы.
Почему недостаточно искать органические соединения?
- Органические соединения (например, C6H12O6) могут образовываться и без участия биологических процессов.
- Нет оснований полагать, что инопланетная жизнь будет использовать те же молекулы, что и земная.
Новый подход: поиск энергетических паттернов
Химические соединения содержат разное количество запасённой энергии. На Земле живые организмы расщепляют высокоэнергетические соединения (например, глюкозу) на низкоэнергетические продукты (например, CO2).
Жизнь стремится сначала утилизировать соединения с наибольшей энергией. Организмы, потребляющие более богатые энергией ресурсы, вытесняют остальных. Это приводит к формированию особого типа слоистости, где соединения расположены в порядке убывания энергосодержания.
"Неважно, как выглядят организмы — если есть самовоспроизведение и экологическая конкуренция, мы ожидаем формирования именно такого паттерна".
Слоистые структуры могут создаваться и неживыми процессами. Но только жизнь заботится об энергии таким образом, поэтому энергетически упорядоченная слоистость была бы особым признаком. На Земле такие паттерны распространены. Если порода с Марса или другого мира покажет аналогичную картину, это будет веским доказательством присутствия жизни.
Насколько странной может быть инопланетная жизнь?
Как теоретик, Тихонов рассматривает различные возможности: жизнь может работать в совершенно ином масштабе — например, километровое существо, парящее в атмосфере далёкой планеты. Возможности безграничны, что и делает этот поиск таким увлекательным.
